Question

回答下列关于基因工程的问题．
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）如图1所示，口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，则在过程①中，必须用到的酶是

 

；在过程②中，必须用到的酶是

 

．
（2）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G、H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，被酶H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G、酶H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：基因工程的原理及技术,植物培养的条件及过程

专题：

分析：1、获得目的基因的方法：①从基因文库中获取  ②利用PCR技术扩增  ③人工合成（化学合成）．原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成．
2、“分子手术刀”--限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的．
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性．
3、基因表达载体的构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用．基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因，标记基因，供重组DNA的鉴定和选择．

解答： 解：（1）如图1所示，口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，在逆转录酶的催化下，经过过程①逆转录，产生VPI基因．过程②是构建基因表达载体的过程，必须用限制酶切割运载体和目的基因，再用DNA连接酶连接它们，构建出基因表达载体．
（2）图2所示，为了防止目的基因和运载体自身环化，保证了目的基因和质粒的定向连接，用限制酶A、B切割产生不同末端．
（3）根据图2中所示，可知质粒pZHZ1切割出EF段，在接入VPI基因，形成重组质粒pZHZ2．已知重组质粒pZHZ2被酶G切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶H切割成1.2kb和3.5kb两个片段，可推知重组质粒pZHZ2长度为4.7kb．又因为质粒pZHZ1的长度为3.7kb，其中EF区域长度为0.2kb，可知：pZHZ1-EF+VPI=pZHZ2，即3.7-0.2+VPI=4.7，可得知VPI基因大小为1.2kb．目的基因中酶G、酶H切割位点的对应位置如图所示
（4）过程⑥是脱分化过程，在培养基中除了加入各种必需营养物质和细胞分裂素和生长素等激素．因重组质粒上的标记基因是卡那霉素抗性基因，所以在培养基中还需要添加卡那霉素，以便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VPI抗体的数量．
故答案为：
（1）逆转录酶    限制酶、DNA连接酶
（2）防止目的基因和运载体自身环化，保证了目的基因和质粒的定向连接
（3）1.2kb   
（4）细胞分裂素和生长素     卡那霉素
（5）VPI抗体

点评：本题着重考查了基因工程的应用，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，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．