Question

【題目】口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種動物傳染病,目前常用接種弱毒疫苗的方法預(yù)防。疫苗的主要成分是該病毒的一種結(jié)構(gòu)蛋白VP1。科學(xué)家嘗試利用轉(zhuǎn)基因番茄來生產(chǎn)口蹄疫疫苗。請回答下列問題:

（1）口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA,則獲得可重組到質(zhì)粒的VP1基因必須用到__________酶。要獲得大量該VP1基因,可利用__________技術(shù)進行擴增。

（2）如圖是VP1基因、農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖,若用以構(gòu)建具有VP1基因的基因表達載體,還需要在質(zhì)粒中插入__________。

（3）VP1基因應(yīng)插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的__________上,通過__________作用進入番茄細胞并插入到染色體DNA,使VP1基因能夠穩(wěn)定存在并發(fā)揮作用。

（4）通常用BamHⅠ、HindⅢ兩種限制酶切割VP1基因和H質(zhì)粒的目的是__________;要篩選出含有該目的基因表達載體的農(nóng)桿菌,首先需要在含__________的培養(yǎng)基上進行。

（5）檢測發(fā)現(xiàn)染色體DNA上插入VP1基因的某些番茄細胞死亡了,導(dǎo)致這些轉(zhuǎn)基因番茄細胞死亡的最可能原因是__________。

（6）將成功轉(zhuǎn)入VP1基因的受體細胞進行培養(yǎng),獲得轉(zhuǎn)基因植株。若要快速繁殖大量這種轉(zhuǎn)基因種苗,應(yīng)選取幼枝的__________部位進行組織培養(yǎng)。

（7）獲得表達VP1蛋白的番茄植株以后,要進行免疫效力的測定,具體方法是:將從轉(zhuǎn)基因番茄葉片中提取的VP1蛋白質(zhì)注射到一定數(shù)量的豚鼠體內(nèi),每半個月注射一次,三次注射后檢測豚鼠血液中產(chǎn)生的__________數(shù)量,為了使結(jié)果可信,應(yīng)設(shè)置空白對照組,注射__________。

Answer 1

【答案】 逆轉(zhuǎn)錄 PCR 啟動子 T-DNA 轉(zhuǎn)化 防止VP1基因、Ti質(zhì)粒的自身環(huán)化 卡那霉素 VP1基因的插入可能破壞了生命活動必需的某些基因，導(dǎo)致細胞死亡 形成層(芽尖） VP1蛋白的抗體 等量生理鹽水

【解析】本題以科研成果為背景考查基因工程和細胞工程以及特異性免疫的相關(guān)知識，意在考查考生的識記能力和理解所學(xué)知識要點，能運用所學(xué)知識，通過比較、分析等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋，做出合理的判斷．

（1）口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄可獲得VPI基因；PCR技術(shù)可在體外大量擴增目的基因；

（2）構(gòu)建具有VP1基因的基因表達載體還需要在質(zhì)粒中插入啟動子，啟動子是RNA聚合酶的結(jié)合位點，能啟動轉(zhuǎn)錄過程．

（3）VP1基因應(yīng)插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過轉(zhuǎn)化作用進入番茄細胞并插入到染色體DNA上，使VP1基因能夠穩(wěn)定存在并發(fā)揮作用。

（4）用限制酶BamHⅠ、HindⅢ切割出的末端完全不同，這樣可以防止目的基因、運載體自身環(huán)化，也能防止目的基因和運載體反向連接，即可以保證目的基因和質(zhì)粒的定向連接。由于普通農(nóng)桿菌中不含標記基因，只有導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌中含卡那霉素抗性基因，所以在培養(yǎng)基中添加卡那霉素可篩選出含有該目的基因表達載體的農(nóng)桿菌。

（5）檢測發(fā)現(xiàn)染色體DNA上插入VP1基因的某些番茄細胞死亡了，導(dǎo)致這些轉(zhuǎn)基因番茄細胞死亡的最可能原因是VP1基因的插入可能破壞了生命活動必需的某些基因，導(dǎo)致細胞死亡。

（6）若要快速繁殖這種轉(zhuǎn)基因種苗，可用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，應(yīng)選取細胞分裂旺盛的幼枝的形成層（芽尖）部位作為組織培養(yǎng)材料。

（7）VP1蛋白質(zhì)作為抗原注射到小鼠體內(nèi)，可引起小鼠產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，其結(jié)果可通過檢測豚鼠血液中產(chǎn)生的VP1蛋白的抗體數(shù)量來確定；為了使結(jié)果可信，應(yīng)設(shè)置注射生理鹽水的空白對照組。

[點睛]：本題解題關(guān)鍵是：1.識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟；理清農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程及原理；2. 識記植物組織培養(yǎng)的原理及選材；3.正確分析題圖，理解基因表達載體的構(gòu)建過程，聯(lián)系教材相關(guān)知識，再結(jié)合所學(xué)的知識準確答題．