Question

11．科学家按如图1所示过程利用转基因番茄生产口蹄疫疫苗（主要成分是口蹄疫病毒的一种蛋白质VPI），请回答下列问题．

（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，过程①必须用到的酶是逆转录酶，过程②必须用到的酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）重组质粒含有VPI基因及其启动子、终止子等，其中终止子的作用是使转录在所需要的地方停止下来．过程②将VPI基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中．过程⑥的培养基中需要添加卡那霉素以筛选出含有重组质粒的叶片小段．
（3）获得表达VPI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VPI抗体的数量．
（4）如图2箭头表示外源DNA上相关限制酶的酶切位点，据图分析，最好用BamHI和HindII酶处理外源DNA以获得目的基因，其优点在于可以防止含目的基因的外源DNA片断自身环化．

Answer 1

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．

解答 解：（1）①是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程．②是基因表达载体的构建过程，该过程首先要用限制酶切割外源DNA分子和运载体，其次要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA分子．
（2）重组质粒含有VPI基因及其启动子、终止子等，其中终止子的作用是使转录在所需要的地方停止下来．农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上．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．
（3）体液免疫中，抗原进入机体，首先被巨噬细胞进行处理并呈递给T细胞，再呈递给B细胞，被激活B细胞将大量增殖并分化为浆细胞和记忆细胞，浆细胞产生抗体，与抗原特异性结合．
（4）在目的基因上，存在Sma I、EcoR I、HindⅢ和BamH I四种酶的酶切位点，但是Sma I酶的切割位点在目的基因中间序列，用该酶切割不能获得完整的基因．使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，与只使用EcoRⅠ同时处理质粒、外源DNA相比较，前者可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，因此
最好用BamHI和HindII酶处理外源DNA以获得目的基因．
故答案为：
（1）逆转录酶    限制酶和DNA连接酶
（2）使转录在所需要的地方停止下来     T-DNA       卡那霉素
（3）VPI抗体
（4）BamHI和HindII     含目的基因的外源DNA片断自身环化

点评 本题结合图解，考查基因工程、植物细胞工程和免疫的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤；识记植物组织培养的原理、过程及条件等，能结合所学的知识准确答题．