题目内容

2.如图是口蹄疫疫苗生产过程示意图,请据图回答下列问题:

(1)首先从口蹄疫病毒中提取部分合成病毒蛋白的RNA,而不是用口蹄疫病毒的全部RNA,原因是合成病毒蛋白的RNA控制合成的病毒蛋白质,具有抗原特性,又不会使动物致病.以合成病毒蛋白的RNA产生病毒蛋白的DNA,需用到的工具酶是逆转录酶.
(2)构建基因表达载体所需要的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶.基因表达载体除目的基因外,还应包括启动子、终止子、标记基因.
(3)导入大肠杆菌前需先将大肠杆菌处理为感受态细胞.
(4)为检测目的基因是否导入受体细胞,常常要借助载体上标记基因的表达,更准确的方法是利用放射性同位素标记的病毒蛋白基因(目的基因)作探针与基因组DNA杂交.最后还要检测目的基因是否翻译成了病毒蛋白质,利用的技术是抗原-抗体杂交技术.

分析 基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成.
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等.
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法.
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等.

解答 解:(1)首先从口蹄疫病毒中提取部分合成病毒蛋白的RNA,而不是用口蹄疫病毒的全部RNA,原因是合成病毒蛋白的RNA控制合成的病毒蛋白质,具有抗原特性,又不会使动物致病.以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程,需要逆转录酶的催化.
(2)构建基因表达载体时,首先需要用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA和运载体,其次需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA.基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因.
(3)将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法,即用用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞.
(4)标记基因的作用是检测目的基因是否导入受体细胞;检测目的基因是否导入受体细胞还可以采用DNA分子杂交技术,即用放射性同位素标记的病毒蛋白基因 (目的基因) 作探针与基因组DNA杂交;检测目的基因是否翻译成了病毒蛋白质需用抗原-抗体杂交技术.
故答案为:
(1)抗原  逆转录酶
(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶    启动子、终止子、标记基因
(3)感受态
(4)标记基因    病毒蛋白基因 (目的基因)   抗原-抗体杂交技术

点评 本题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.

练习册系列答案
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10.科学家发现,细菌DNA序列中储存了很多来自不同噬菌体的小片段DNA(被称为CRISPR),功能如图1.哺乳动物细胞内不具有该基因片段和相关功能.真核细胞内的DNA出现断裂后,细胞具有结合同源DNA并以其为模板修复断裂DNA的功能,过程如图2.

(1)据图1可知,同种噬菌体再次侵染时,细菌的Cas基因及小片段DNA表达产物组成一种复合物,将入侵的噬菌体DNA切断使其失效.在该过程中,复合体上的crRNA起到识别的作用,进而Cas9蛋白起切割噬菌体DNA的作用.由此可见,细菌这种抵抗噬菌体的功能相当于哺乳动物体内的特异性免疫功能(填“非特异性免疫”或“特异性免疫”).
(2)结合图1和图2所示过程的原理,实验人员成功将基因A精确导入到绒山羊细胞内甲、乙两个基因之间,并和绿色荧光蛋白基因一起表达,避免了传统基因工程所引发的目的基因随机插入宿主细胞的安全问题.该技术称为CRISPR/Cas9基因编辑技术,其操作步骤如下:
第一步,切割.在一个基因表达载体上需要加入根据Cas9基因和切割部位(或断裂部位、或特定的crRNA逆转录形成的基因)序列设计合成的DNA片段,从而实现精准切割绒山羊DNA;
第二步,连接.另一个基因表达载体上需要加入甲基因片段、乙基因片段、A基因、绿色荧光蛋白基因四种DNA片段,以作为修复断裂DNA的模板,这4种基因片段在载体上的排列顺序应是D.
A.甲基因一乙基因一A基因一绿色荧光蛋白基因
B.甲基因一A基因一乙基因一绿色荧光蛋白基因
C.乙基因一A基因一甲基因一绿色荧光蛋白基因
D.甲基因一A基因一绿色荧光蛋白基因一乙基因
(3)除了精确导入目的基因外,推测“CRISPR/Cas9基因编辑技术”还能实现的功能有ABCD(多选)
A.去除细胞内的特定基因          B.使细胞发生基因突变
C.使细胞发生基因重组            D.使细胞发生染色体变异.

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