题目内容

12．回答下列基因工程的问题．
    100多年前，“疫苗之父”巴斯德开创了第一次疫苗革命，其特点是接种灭活或减毒的病原微生物．20世纪70年代开始，现代生物技术的迅猛发展开创了第二次疫苗革命，使疫苗的研制进入分子水平．图26是1986年通过基因工程制备乙型肝炎表面抗原（HbsAg）从而获得乙肝疫苗的过程．

  在如图1步骤①和③的过程中，需要用合适的限制酶切割乙肝表面抗原基因和质粒．现将乙肝表面抗原基因及质粒的部分限制酶的识别序列及位置表示为图27．质粒中的启动子是质粒中基因得以正常表达所必需的部分．lacZ基因合成某种酶，该酶能将无色染料X-gal变成蓝色，最终能在无色染料X-gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色．
限制酶EcoRBclⅠBamHⅠHindⅢ
识别序列及切割位点G↓AATTCT↓GATCAG↓GATCCA↓AGCTT

（1）为了避免自身环化及便于筛选，则切割质粒选用的限制酶是BamHⅠ和HindⅢ，切割乙肝表面抗原基因选用的限制酶是BclⅠ和HindⅢ．
（2）为筛选含有乙肝表面抗原的大肠杆菌细胞，需要将导入操作之后的大肠杆菌接种到含氨苄青霉素和无色染料X-gal的固体牛肉膏蛋白胨培养基上，挑选未被染上蓝色的菌落的菌落纯化培养．
（3）下列有关限制酶的叙述中，正确的是CD（多选）
A．限制酶催化的反应类型是氧化分解反应
B．限制酶破坏的是氢键
C．一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D．EcoR酶与HindⅢ酶相比较，EcoR酶切割后DNA片段较容易分离
（4）在图26步骤④中，使用基因工程工具酶是DNA连接酶．一个乙肝表面抗原基因与一个质粒重组的过程中（图2的步骤④），游离的磷酸基团数目减少4个 个
（5）通过基因工程生产的疫苗与灭活或减毒的病原微生物的疫苗，在安全性方面的比较结果及理由是基因工程疫苗更安全，因为疫苗成分中只含病毒蛋白，不含病毒核酸，不会出现病毒侵染的情况．

分析 分析图1：①是获取目的基因的过程；②③是切割质粒形成黏性末端的过程；④是基因表达载体的构建过程；⑤是将目的基因导入受体细胞的过程；⑥是目的基因随着受体细胞扩增的过程；⑦是获得乙肝疫苗的过程．

解答 解：（1）目的基因中含有限制酶EcoR的切割位点，因此不能用该切割外源DNA分子，为了避免自身环化及便于筛选，切割乙肝表面抗原基因选用的限制酶是BclⅠ和HindⅢ．用限制酶BclⅠ切割质粒会破坏启动子，因此切割质粒选用的限制酶是BamHⅠ和Hind（BclⅠ和BamHⅠ切割产生的黏性末端相同）．
（2）构建基因表达载体时使用了限制酶HindⅢ，导致lacZ基因被破坏（导入重组质粒的大肠杆菌不能合成某种酶，不能使无色染料X-gal变成蓝色），但没有破坏氨苄青霉素抗性基因（导入重组质粒的大肠杆菌能抗氨苄青霉素）．为筛选含有乙肝表面抗原的大肠杆菌细胞，需要将导入操作之后的大肠杆菌接种到含氨苄青霉素和无色染料X-gal的固体牛肉膏蛋白胨培养基上，挑选未被染上蓝色的菌落的菌落纯化培养．
（3）A．限制酶催化的反应类型是水解反应，A错误；
B．限制酶破坏的是磷酸二酯键，B错误；
C．一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列，C正确；
D．C和G含量越高，DNA分子越稳定，因此EcoR酶与HindⅢ酶相比较，EcoR酶切割后DNA片段较容易分离，D正确．
故选：CD．
（4）图一④表示基因表达载体的构建过程，该过程需要DNA连接酶．一个乙肝表面抗原基因（含有2个游离的磷酸基团）与一个质粒（被切开的质粒含有2个游离的磷酸基团）重组的过程中（图一的步骤④），游离的磷酸基团数目减少4个．
（5）通过基因工程生产的疫苗与灭活或减毒的病原微生物的疫苗，在安全性方面的比较结果及理由是基因工程疫苗更安全，因为疫苗成分中只含病毒蛋白，不含病毒核酸，不会出现病毒侵染的情况．
故答案为：
（1）BamHⅠ和HindⅢ；BclⅠ和HindⅢ
（2）氨苄青霉素和无色染料X-gal     未被染上蓝色的菌落
（3）CD
（4）DNA连接酶    4
（5）基因工程疫苗更安全，因为疫苗成分中只含病毒蛋白，不含病毒核酸，不会出现病毒侵染的情况

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合图中信息准确答题，有一定难度．

练习册系列答案
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