Question

回答免疫与生物工程相关问题．
口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防．疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1．科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如图1所示．请据图回答．
（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白进入动物体内，能引起机体产生特异性免疫反应．VP1蛋白在免疫反应中称为

 

．口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VPⅠ基因可用

 

的方法合成DNA，再用限制性内切酶将VPⅠ基因片段切下．
（2）如图2所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从合成的DNA上切下 VPI目的基因，并将之取代质粒pZHZ1（3.7kb，1kb=1000对碱基）上相应的E-F区域 （0.2kb），那么所形成的重组质粒pZHZ2

 

（多选）
A．能被E切开
B．能被E切开但不能被F切开
C．能被F切开
D．能被F切开但不能被E切开
E．既能被E切开也能被F切
（3）已知在质粒pZHZl中，限制酶G切割位点距限制酶E切割位点0.8kb，限制酶H切割位点距限制酶F切割位点0.5kb．若分别用限制酶G和H酶切两份重组质粒pZHZ2样品，据图4所列酶切结果判断VPI目的基因的大小为

 

kb；并将目的基因内部的限制酶H切割位点标注在答题纸的图3中．
（4）上述目的基因模板链中的TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是

 

．图1过程中过程⑤⑥⑦利用的原理是

 

，其中过程⑥培养基中除了加入各种必需营养物质和激素外，还需要添加

 

筛选出含有重组质粒的叶片小段．
（5）获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定．具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的

 

的数量．为了使结果可信，应设两组对照，分别注射

 

和

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,植物培养的条件及过程

专题：

分析：分析图1：①表示获取目的基因的过程；②表示构建基因表达载体；③④表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞的过程；⑤⑥是植物组织培养过程，其中⑤是脱分化过程、⑥是再分化过程；⑦形成完整的植株．
分析图2：表示基因表达载体的构建过程．需要限制酶E和F切割质粒和含有目的基因的外源DNA分子．
分析图3和图4：限制酶G切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶G切割成1.6kb和3.1kb两个片段，可知重组质粒pZHZ2的总长度为1.6+3.1=4.7kb；单独用限制酶G切割后产生1.6kb和3.1kb两个片段；用H酶单独切后产生1.2kb和3.5kb两个片段．

解答： 解：（1）引起机体产生特异性免疫反应的VP1蛋白在免疫反应中称为抗原．以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录．
（2）用限制酶E和F从合成的DNA上切下VPI目的基因，并将之与质粒重组形成重组质粒，则重组质粒上含有限制酶E和F的识别序列，所以重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开．故选：ACE．
（3）已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，其中EF区域长度为0.2kb，所以切去EF段后的质粒长度为3.7-0.2=3.5kb．现用限制酶G切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶G切割成1.6kb和3.1kb两个片段，可知重组质粒pZHZ2的总长度为1.6+3.1=4.7kb，所以VPI基因长度为4.7-3.5=1.2kb．重组质粒中G的切割位点距E的切割位点0.8kb，单独用限制酶G切割后产生1.6kb和3.1kb两个片段，说明在重组质粒中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H酶的酶切位点距F0.5kb，用H酶单独切后产生1.2kb和3.5kb两个片段，说明在重组质粒中含有一个H的酶切位点，根据题中信息提示“目的基因内部的酶G、酶H切割位点标注在图上”，可确定在EF之间分别含有G和H的一个识别位点．可断定G的识别位点，在距离E点右侧0.8kb处，H的识别位点在距F左侧0.7kb处，如下图所示．
（4）目的基因模板链中的TGA序列对应的密码子是ACU，根据碱基互补配对原则，识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是UGA．过程⑤⑥⑦表示将受体细胞培养成植株的过程，需采用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞具有全能性．由图可知，重组质粒上含有卡那霉素抗性基因，可用于筛选出含有重组质粒的叶片小段，所以培养基中除了加入各种必需营养物质和生长素和细胞分裂素等激素外，还需要添加卡那霉素．
（5）VPI基因表达产生的VPI蛋白注射到豚鼠体内，能作为抗原引起小鼠发生免疫反应产生抗体，所以可以通过检测豚鼠血液内口蹄疫病毒抗体的数量来检测疫苗的免疫效力．为了使结果可信，应设两组对照，分别注射未转基因的番茄叶片提取液和弱毒疫苗．
故答案为：
（1）抗原    逆转录
（2）ACE
（3）1.2     图标注
（4）UGA    植物细胞的全能性   卡那霉素
（5）特异性抗体   未转基因的番茄叶片提取液   弱毒疫苗

点评：本题考查基因工程、植物细胞工程和免疫的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；识图能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．