Question

回答下列關(guān)于基因工程的問(wèn)題．
口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種偶蹄動(dòng)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VPI．科學(xué)家嘗試?yán)�用轉(zhuǎn)基因番茄來(lái)生產(chǎn)口蹄疫疫苗，過(guò)程如圖1所示．圖2表示目的基因與pZHZ1質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程，E、F、G、H分別為A、B、C、D四種不同限制酶的酶切位點(diǎn)．請(qǐng)據(jù)圖回答．

（1）如圖1所示，口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，則在過(guò)程①中，必須用到的酶是

 

；在過(guò)程②中，必須用到的酶是

 

．
（2）圖2所示，若限制酶A、B切割出的末端完全不同，那么用這種雙酶切的方法構(gòu)建重組質(zhì)粒的優(yōu)點(diǎn)是

 

．
（3）已知質(zhì)粒pZHZ1的長(zhǎng)度為3.7kb，（1kb=1000對(duì)堿基）其中EF區(qū)域長(zhǎng)度為0.2kb，GE區(qū)域長(zhǎng)度為0.8kb，F(xiàn)H區(qū)域長(zhǎng)度為0.5kb．現(xiàn)分別用限制酶G、H切割重組質(zhì)粒pZHZ2樣品，結(jié)果被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個(gè)片段，被酶H切割成1.2kb和3.5kb兩個(gè)片段．據(jù)酶切結(jié)果判斷VPI基因大小為

 

kb，并將目的基因內(nèi)部的酶G、酶H切割位點(diǎn)用相應(yīng)的字母標(biāo)注在答案紙的對(duì)應(yīng)位置

 

．
（4）過(guò)程⑥的培養(yǎng)基中除了加入各種必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和

 

等激素外，還需要添加

 

篩選出含有重組質(zhì)粒的葉片小段．
（5）獲得表達(dá)VPI蛋白的番茄植株以后，需要進(jìn)行免疫效力的測(cè)定．具體方法是：將轉(zhuǎn)基因番茄葉片提取液注射到豚鼠體內(nèi)，每半個(gè)月注射一次，三次后檢測(cè)豚鼠血液內(nèi)產(chǎn)生的

 

的數(shù)量．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),植物培養(yǎng)的條件及過(guò)程

專題：

分析：1、獲得目的基因的方法：①?gòu)幕�因文�?kù)中獲取  ②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增  ③人工合成（化學(xué)合成）．原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成．
2、“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）
（1）來(lái)源：主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的．
（2）功能：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性．
3、基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代并表達(dá)和發(fā)揮作用．基因表達(dá)載體的組成：目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因，標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇．

解答： 解：（1）如圖1所示，口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，經(jīng)過(guò)過(guò)程①逆轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生VPI基因．過(guò)程②是構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程，必須用限制酶切割運(yùn)載體和目的基因，再用DNA連接酶連接它們，構(gòu)建出基因表達(dá)載體．
（2）圖2所示，為了防止目的基因和運(yùn)載體自身環(huán)化，保證了目的基因和質(zhì)粒的定向連接，用限制酶A、B切割產(chǎn)生不同末端．
（3）根據(jù)圖2中所示，可知質(zhì)粒pZHZ1切割出EF段，在接入VPI基因，形成重組質(zhì)粒pZHZ2．已知重組質(zhì)粒pZHZ2被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個(gè)片段，被酶H切割成1.2kb和3.5kb兩個(gè)片段，可推知重組質(zhì)粒pZHZ2長(zhǎng)度為4.7kb．又因?yàn)橘|(zhì)粒pZHZ1的長(zhǎng)度為3.7kb，其中EF區(qū)域長(zhǎng)度為0.2kb，可知：pZHZ1-EF+VPI=pZHZ2，即3.7-0.2+VPI=4.7，可得知VPI基因大小為1.2kb．目的基因中酶G、酶H切割位點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置如圖所示
（4）過(guò)程⑥是脫分化過(guò)程，在培養(yǎng)基中除了加入各種必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素等激素．因重組質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是卡那霉素抗性基因，所以在培養(yǎng)基中還需要添加卡那霉素，以便篩選出含有重組質(zhì)粒的葉片小段．
（5）獲得表達(dá)VPI蛋白的番茄植株以后，需要進(jìn)行免疫效力的測(cè)定．具體方法是：將轉(zhuǎn)基因番茄葉片提取液注射到豚鼠體內(nèi)，每半個(gè)月注射一次，三次后檢測(cè)豚鼠血液內(nèi)產(chǎn)生的VPI抗體的數(shù)量．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄酶    限制酶、DNA連接酶
（2）防止目的基因和運(yùn)載體自身環(huán)化，保證了目的基因和質(zhì)粒的定向連接
（3）1.2kb   
（4）細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素     卡那霉素
（5）VPI抗體

點(diǎn)評(píng)：本題著重考查了基因工程的應(yīng)用，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，能用數(shù)學(xué)方式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．