Question

7．生物工程
對艾滋病的疫苗研究，經歷了三個“時代”．早期，科學工作者從HIV感染自愈者體內采取相應免疫細胞，使之與骨髓瘤細胞結合，生產HIV的抗體，具體過程見下圖1：

（1）上述過程①的生物技術稱為細胞融合技術；
（2）要獲得純凈、單一的抗體，上圖過程最關鍵的操作要點是單個免疫B細胞與重骨髓瘤細胞融合或在選擇培養基上進行選擇．
隨后，轉基因技術被運用到了HIV的疫苗的研制工作中，科學工作者研制的第二代HIV疫苗的操作簡要路徑見下圖2：

（3）過程②所用限制酶必須一致，其理由是只要切口和接口具有相同的粘性末端即可．
（4）用該方法產生的疫苗進行接種，與上述圖1的抗體注射方法的免疫功能相比，其關鍵的優勢是血液中抗體含量因代謝會逐漸降低，而抗原可以激發B細胞產生記憶細胞，較長時間維持較高抗體濃度；
（5）該疫苗接種，具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者，從免疫學角度分析，不能治愈的主要原因是HIV寄生于細胞內，抗體只能應對內環境體液中的病毒．
用X、Y兩種限制酶作用于病毒DNA片段，并進行電泳分析，其結果見圖3．

（6）A至D選項中，關于兩種酶切位置的判斷正確的是C
科學工作者發現一種蛋白質（D4-Ig），它能與HIV表面的糖蛋白結合，從而使HIV失去侵染T細胞的能力；腺相關病毒是桿狀病毒，無激活復制基因，對人體相對安全．
腺相關病毒其基因組中含有常用病毒衣殼基因rep和復制相關蛋白基因cap，為安全起見，需要去除復制基因．目前，科學家利用其相關實驗研究，實驗工作相關信息如圖4：

（7）目的基因運載體是腺相關病毒（或腺相關病毒粒子和腺相關病毒基因組）．
（8）過程①需要對D4-Ig蛋白進行氨基酸種類與序列測定，才能人工合成D4-Ig基因．這個過程產生的基因組可能在某些堿基上有所不同，其原因是有些氨基酸會有2種以上的密碼子
（9）被兩種病毒雙重感染的T細胞解體的HIV病毒相比入侵時的差異是HIV病毒的衣殼蛋白已經與D4-Ig蛋白結合，失去再感染T細胞能力．

Answer 1

分析 1、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、艾滋病的致病原理：HIV病毒進入人體后，與人體的T淋巴細胞結合，破壞T淋巴細胞，使免疫調節受到抑制，使人的免疫系統癱瘓，最后使人無法抵抗其他細菌、病毒的入侵，讓人死亡．
3、分析圖1：①表示細胞融合，②表示篩選獲得雜交瘤細胞．
4、分析圖2：①是獲取目的基因的過程，②是基因表達載體的構建過程，③是將目的基因導入受體細胞的過程．

解答 解：（1）上述①為HIV自愈者免疫細胞與骨髓瘤細胞融合的過程，該過程需要采用細胞融合技術．
（2）要獲得純凈、單一的抗體，最關鍵的操作要點是單個免疫B細胞與重骨髓瘤細胞融合或在選擇培養基上進行選擇．
（3）②是基因表達載體的構建過程，該過程需要用同種限制酶切割外源DNA片段和質粒，以產生相同的黏性末端，只要切口和接口具有相同的黏性末端即可被DNA連接酶連接．
（4）用該方法產生的疫苗進行接種，與上述圖1的抗體注射方法的免疫功能相比，其關鍵的優勢是血液中抗體含量因代謝會逐漸降低，而抗原可以激發B細胞產生記憶細胞，較長時間維持較高抗體濃度；
（5）HIV寄生于細胞內，抗體只能應對內環境體液中的病毒，因此該疫苗接種，具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者．
（6）A、用X酶單獨切割能形成500、5000和4500三種大小的片段，這與圖3不符，A錯誤；
B、用Y酶單獨切割能形成500和9500兩種大小的片段，這與圖3不符，B錯誤；
C、用X酶單獨切割能形成3500、6000和500三種大小的片段，用Y酶單獨切割能形成8000和2000兩種大小的片段，用X酶和Y酶同時切割能形成4500、3500、1500和500四種大小的片段，這與圖3相符，C正確；
D、用Y酶單獨切割能形成1500和8500兩種大小的片段，這與圖3不符，D錯誤．
故選：C．
（7）由圖可知，目的基因運載體是腺相關病毒（或腺相關病毒粒子和腺相關病毒基因組）．
（8）過程①是采用人工合成法獲得目的基因，該過程需要對D4-Ig蛋白進行氨基酸種類與序列測定，才能人工合成D4-Ig基因．這個過程產生的基因組可能在某些堿基上有所不同，其原因是密碼子具有簡并性，即有些氨基酸會有2種以上的密碼子．
（9）根據題干信息“蛋白質（D4-Ig），它能與HIV表面的糖蛋白結合，從而使HIV失去侵染T細胞的能力”可知，被兩種病毒雙重感染的T細胞解體的HIV病毒相比入侵時的差異是HIV病毒的衣殼蛋白已經與D4-Ig蛋白結合，失去再感染T細胞能力．
故答案為：
（1）細胞融合   
（2）單個免疫B細胞與重骨髓瘤細胞融合或在選擇培養基上進行選擇
（3）只要切口和接口具有相同的粘性末端即可
（4）血液中抗體含量因代謝會逐漸降低，而抗原可以激發B細胞產生記憶細胞，較長時間維持較高抗體濃度
（5）HIV寄生于細胞內，抗體只能應對內環境體液中的病毒．
（6）C
（7）腺相關病毒（或腺相關病毒粒子和腺相關病毒基因組）
（8）氨基酸種類與序列測定       有些氨基酸會有2種以上的密碼子   
（9）HIV病毒的衣殼蛋白已經與D4-Ig蛋白結合，失去再感染T細胞能力

點評 本題考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的概念、原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節；了解基因工程技術的相關應用，能結合圖中信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查，有一定難度．