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VPⅠ．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．圖2表示目的基因與pZHZ1質粒構建重組質粒的過程，E、F、G、H分別為A、B、C、D四種不同限制酶的酶切位點．請據(jù)圖回答．
（1）口蹄疫病毒的遺傳物質為RNA，要獲得VPⅠ基因可通過

 

方法獲得．
（2）如圖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建重組質粒的優(yōu)點是

 

．
（3）已知質粒pZHZ1的長度為3.7kb，（1kb=1000對堿基）其中EF區(qū)域長度為0.2kb，GE區(qū)域長度為0.8kb，F(xiàn)H區(qū)域長度為0.5kb．現(xiàn)分別用限制酶C、D切割重組質粒pZHZ2樣品，結果被酶C切割成1.6kb和3.1kb兩個片段，被酶D切割成1.2kb和3.5kb兩個片段．據(jù)酶切結果判斷VPⅠ基因大小為

 

kb，并將目的基因內部的酶C、酶D切割位點用相應的字母標注在答案紙的對應位置

 

．
（4）過程⑥的培養(yǎng)基中除了加入各種必需營養(yǎng)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．
（5）獲得表達VPⅠ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(shù)量．

Answer 1

考點：基因工程的應用

專題：

分析：圖1表示利用轉基因番茄來生產口蹄疫疫苗，而口蹄疫病毒的遺傳物質為RNA，因此要獲得目的基因必須使用逆轉錄的方法獲得．
若用同一種限制酶對目的基因和質粒進行酶切，再用DNA連接酶處理，則由兩個DNA片段連接形成的產物有3種：重組質粒、目的基因與目的基因連接物、載體和載體連接物，因此可選擇用兩種限制酶切割保證了目的基因和質粒的定向連接．計算VPI基因大小關鍵要能獲取題圖和題干中的有效信息．

解答： 解：（1）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．
（2）用限制酶A、B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粒的定向連接．
（3）已知質粒pZHZ1的長度為3.7kb，其中EF區(qū)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(xiàn)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單獨酶切后產生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(jù)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：

（4）過程⑥表示將受體細胞培養(yǎng)成植株的過程，需采用植物組織培養(yǎng)技術．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(yǎng)基中除了加入各種必需營養(yǎng)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．
（5）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(fā)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(shù)量來檢測疫苗的免疫效力．
故答案為：
（1）逆轉錄    
（2）保證了目的基因和質粒的定向連接
（3）1.2kb 

（4）生長素和細胞分裂素       卡那霉素   
（5）口蹄疫病毒抗體

點評：本題考查基因工程、免疫預防的相關知識，意在考查考生理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯(lián)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(shù)學方式準確地描述生物學方面的內容、以及數(shù)據(jù)處理能力．