Question

【題目】[生物一一選修3:現(xiàn)代生物科技專題]口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種動物傳染病，目前常用接種弱毒疫苗的方法預防。疫苗的主要成分是該病毒的一種結構蛋白VP1�？茖W家嘗試利用轉基因番茄來生產口蹄疫疫苗。請回答下列問題：

（1）口蹄疫病毒的遺傳物質為RNA，則獲得可重組到質粒的VP1基因必須用到________酶。要獲得大量該VP1基因，可利用____________技術進行擴增。

（2）下圖是插入VP1基因的農桿菌Ti重組質粒結構示意圖，構建具有VP1基因的基因表達載體還需要在質粒中插入____________。

（3）VP1基因應插入到農桿菌Ti質粒的__________上，通過___________作用進入番茄細胞并插入到染色體DNA，使VP1基因能夠穩(wěn)定維持并發(fā)揮作用。

（4）通常用BamHⅠ、HindⅢ兩種限制酶切割VP1基因和Ti質粒的目的是_____________；要篩選出含有該目的基因表達載體的番茄細胞，首先需要在含的_____________培養(yǎng)基上進行。

（5）檢測發(fā)現(xiàn)染色體DNA上插入VP1基因的某些番茄細胞死亡了，導致這些轉基因番茄細胞死亡的最可能原因是______________________。

（6）將成功轉入VP1基因的受體細胞進行培養(yǎng)，獲得轉基因植株。若要快速繁殖大量這種轉基因種苗，應選取幼枝的_____________部位進行組織培養(yǎng)。

（7）獲得表達VP1蛋白的番茄植株以后，要進行免疫效力的測定，具體方法是：將從轉基因番茄葉片中提取的VP1蛋白質注射到一定數(shù)量的豚鼠體內，每半個月注射一次，三次注射后檢測豚鼠血液中產生的_______________數(shù)量，為了使結果可信，應設置空白對照組，注射等量生理鹽水。

Answer 1

【答案】 逆轉錄酶 PCR 啟動子 T-DNA 轉化 防止VP1基因、Ti質粒的自身環(huán)化 卡那霉素 VP1基因的插入可能破壞了生命活動必需的某些基因，導致細胞死亡 形成層（芽尖） VP1蛋白的抗體

【解析】試題分析：基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．（3）將目的基因導入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

（1）口蹄疫病毒的遺傳物質為RNA，可以RNA為模板逆轉錄獲得VPI基因；PCR技術可在體外大量擴增目的基因．

（2）構建具有VP1基因的基因表達載體還需要在質粒中插入啟動子，啟動子是RNA聚合酶的結合位點，能啟動轉錄過程．

（3）VP1基因應插入到農桿菌Ti質粒的T-DNA上，通過轉化作用進入番茄細胞并插入到染色體DNA，使VP1基因能夠穩(wěn)定維持并發(fā)揮作用．

（4）用限制酶A、B切割出的末端完全不同，這樣可以防止目的基因、運載體自身環(huán)化，也能防止目的基因和運載體反向連接，即可以保證目的基因和質粒的定向連接．由圖可知，標記基因是卡那霉素抗性基因，因此要篩選出含有該目的基因表達載體的番茄細胞，首先需要在含卡那霉素的培養(yǎng)基上進行．

（5）檢測發(fā)現(xiàn)染色體DNA上插入VP1基因的某些番茄細胞死亡了，導致這些轉基因番茄細胞死亡的最可能原因是VP1基因的插入可能破壞了生命活動必需的某些基因，導致細胞死亡．

（6）將成功轉入VP1基因的受體細胞進行培養(yǎng)，獲得轉基因植株．若要快速繁殖大量這種轉基因種苗，應選取幼枝的形成層（芽尖）部位進行組織培養(yǎng)．

（7）獲得表達VP1蛋白的番茄植株以后，要進行免疫效力的測定，具體方法是：將從轉基因番茄葉片中提取的VP1蛋白質注射到一定數(shù)量的豚鼠體內，每半個月注射一次，三次注射后檢測豚鼠血液中產生的VP1蛋白的抗體數(shù)量，為了使結果可信，應設置空白對照組，注射等量生理鹽水．