Question

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種偶蹄動物傳染病，目前常用接種弱毒疫苗的方法預防．疫苗的主要成分是該病毒的一種結構蛋白VP1．科學家嘗試利用轉基因番茄來生產口蹄疫疫苗，過程如圖1所示．請據圖回答．

（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白進入動物體內，能引起機體產生特異性免疫反應．VP1蛋白在免疫反應中稱為

 

．
（2）口蹄疫病毒的遺傳物質為RNA，要獲得VP1基因可用

 

的方法合成DNA，再用限制性內切酶將VP1基因片段切下．
（3）如圖2所示，若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從合成的DNA上切下VPI目的基因，并將之取代質粒pZHZ1（3.7kb，1kb=1000對堿基）上相應的E-F區域 （0.2kb），那么所形成的重組質粒pZHZ2

 

．
A．既能被E也能被F切開        B．能被E但不能被F切開
C．既不能被E也不能被F切開    D．能被F但不能被E切開
（4）已知在質粒pZHZl中，限制酶G切割位點距限制酶E切割位點0.8kb，限制酶H切割位點距限制酶F切割位點O．5kb．若分別用限制酶G和H酶切兩份重組質粒pZHZ2樣 品，據表所列酶切結果判斷VPI目的基因的大小為

 

kb；并將目的基因內部的限制酶G和H切割位點標注在圖3中．

G	H
1.6kb	1.2kb
3.1kb	3.5kb

（5）上述目的基因模板鏈中的．TGA序列對應一個密碼子，翻譯時識別該密碼子的tRNA上相應的堿基序列是

 

．一般而言，一個核糖體可同時容納

 

分子的tRNA．
（6）過程⑥的培養基中除了加入各種必需營養物質和

 

等激素外，還需要添加

 

 篩選出含有重組質粒的葉片小段．
（7）獲得表達VP1蛋白的番茄植株以后，需要進行免疫效力的測定．具體方法是：將轉基因番茄葉片提取液注射到豚鼠體內，每半個月注射一次，三次后檢測豚鼠血液內產生的

 

的數量．為了使結果可信，應設兩組對照，分別注射

 

 和

 

．

Answer 1

考點：人體免疫系統在維持穩態中的作用,基因工程的應用

專題：

分析：分析圖1：①表示獲取目的基因的過程；②表示構建基因表達載體；③④表示采用農桿菌轉化法⑤將目的基因導入受體細胞的過程；⑤⑥是植物組織培養過程，其中⑤是脫分化過程、⑥是再分化過程；⑦形成完整的植株．
分析圖2：表示基因表達載體的構建過程．需要限制酶E和F切割質粒和含有目的基因的外源DNA分子．
分析表格：限制酶G切割重組質粒pZHZ2樣品，結果被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個片段，可知重組質粒pZHZ2的總長度為1.6+3.1=4.7kb；單獨用限制酶G切割后產生1.6kb和3.1kb兩個片段；用H酶單獨切后產生1.2kb和3.5kb兩個片段．

解答： 解：（1）引起機體產生特異性免疫反應的VP1蛋白在免疫反應中稱為抗原．
（2）口蹄疫病毒的遺傳物質為RNA，可以以RNA為模板逆轉錄獲得VPI基因．
（3）用限制酶E和F從合成的DNA上切下VPI目的基因，并將之與質粒重組形成重組質粒，則重組質粒上含有限制酶E和F的識別序列，所以重組質粒pZHZ2既能被E也能被F切開．
（4）已知質粒pZHZ1的長度為3.7kb，其中EF區域長度為0.2kb，所以切去EF段后的質粒長度為3.7-0.2=3.5kb．現用限制酶G切割重組質粒pZHZ2樣品，結果被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個片段，可知重組質粒pZHZ2的總長度為1.6+3.1=4.7kb，所以VPI基因長度為4.7-3.5=1.2kb．重組質粒中G的切割位點距E的切割位點0.8kb，單獨用限制酶G切割后產生1.6kb和3.1kb兩個片段，說明在重組質粒中除了圖中標示出來的G酶識別位點外，還有一個G酶識別位點；H酶的酶切位點距F0.5kb，用H酶單獨切后產生1.2kb和3.5kb兩個片段，說明在重組質粒中含有一個H的酶切位點，根據題中信息提示“目的基因內部的酶G、酶H切割位點標注在圖上”，可確定在EF之間分別含有G和H的一個識別位點．可斷定G的識別位點，在距離E點右側0.8kb處，H的識別位點在距F左側0.7kb處，如下圖所示．
（5）目的基因模板鏈中的TGA序列對應的密碼子是ACU，根據堿基互補配對原則，識別該密碼子的tRNA上相應的堿基序列是UGA．核糖體與mRNA的結合部位會形成2個結合位點，所以一個核糖體可同時容納2或3分子的tRNA．（6）過程⑥表示將受體細胞培養成植株的過程，需采用植物組織培養技術，植物組織培養技術包括脫分化和再分化兩個重要步驟，決定植物脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長素和細胞分裂素的協同作用在組織培養過程中非常重要．由圖可知，重組質粒上含有卡那霉素抗性基因，可用于篩選出含有重組質粒的葉片小段，所以培養基中除了加入各種必需營養物質和生長素和細胞分裂素等激素外，還需要添加卡那霉素．
（7）VPI基因表達產生的VPI蛋白注射到豚鼠體內，能作為抗原引起小鼠發生免疫反應產生抗體，所以可以通過檢測豚鼠血液內口蹄疫病毒抗體的數量來檢測疫苗的免疫效力．為了使結果可信，應設兩組對照，分別注射未轉基因的番茄葉片提取液和弱毒疫苗．
故答案：（1）抗原 
（2）逆轉錄
（3）A
（4）1.2
（5）UGA     2或3
（6）生長素和細胞分裂素       卡那霉素
（7）特異性抗體     未轉基因的番茄葉片提取液         弱毒疫苗

點評：本題考查基因工程、植物細胞工程和免疫的相關知識，意在考查考生理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系的能力；識圖能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力；能用數學方式準確地描述生物學方面的內容、以及數據處理能力．