Question

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VPⅠ．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．图2表示目的基因与pZHZ1质粒构建重组质粒的过程，E、F、G、H分别为A、B、C、D四种不同限制酶的酶切位点．请据图回答．
（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VPⅠ基因可通过

 

方法获得．
（2）如图2所示，若限制酶A、B切割出的末端完全不同，那么用这种双酶切的方法构建重组质粒的优点是

 

．
（3）已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，（1kb=1000对碱基）其中EF区域长度为0.2kb，GE区域长度为0.8kb，FH区域长度为0.5kb．现分别用限制酶C、D切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶C切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶D切割成1.2kb和3.5kb两个片段．据酶切结果判断VPⅠ基因大小为

 

kb，并将目的基因内部的酶C、酶D切割位点用相应的字母标注在答案纸的对应位置

 

．
（4）过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和

 

等激素外，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

 

的数量．

Answer 1

考点：基因工程的应用

专题：

分析：图1表示利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，而口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，因此要获得目的基因必须使用逆转录的方法获得．
若用同一种限制酶对目的基因和质粒进行酶切，再用DNA连接酶处理，则由两个DNA片段连接形成的产物有3种：重组质粒、目的基因与目的基因连接物、载体和载体连接物，因此可选择用两种限制酶切割保证了目的基因和质粒的定向连接．计算VPI基因大小关键要能获取题图和题干中的有效信息．

解答： 解：（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，可以以RNA为模板逆转录获得VPI基因．
（2）用限制酶A、B切割出的末端完全不同，这样可以防止目的基因、运载体自身环化，也能防止目的基因和运载体反向连接，即可以保证目的基因和质粒的定向连接．
（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单独酶切后产生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）过程⑥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．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．
故答案为：
（1）逆转录    
（2）保证了目的基因和质粒的定向连接
（3）1.2kb 

（4）生长素和细胞分裂素       卡那霉素   
（5）口蹄疫病毒抗体

点评：本题考查基因工程、免疫预防的相关知识，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．