Question

人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，现有的肝硬化、肝癌多从乙肝发展而来，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法．乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段．
（1）血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心提纯血液中的乙肝病毒，之后再灭活，制成乙肝疫苗．乙肝病毒结构中的

 

成分是激发免疫反应的抗原．
乙肝工程疫苗的生产和使用过程如图1：

（1）从图可知，该目的基因的具体功能是

 

．
（2）若要迅速获取大量的目的基因，以提高重组质粒生产的效率，常用的技术是（写全称）

 

．
过程①合成重组质粒需要限制酶，还需要

 

酶．
（3）用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全，试从疫苗的结构特点解释原因：

 

．
（4）目的基因在人体细胞和大肠杆菌细胞中均能表达出相同的抗原，这是因为

 

原因所致．
    形成有效的重组质粒，选择适当的限制性内切酶很重要．图2示意大肠杆菌质粒的相关基因与限制酶切点；图3示意有关限制酶在DNA分子中的具体切点．
（5）要成功转入目的基因，有两种选择限制酶的方案，它们分别是

 

或

 

．其中有一组方案重组效率较高，其原因是

 

．
（6）用上述两种方案酶切大肠杆菌质粒与目的基因，再一并加入相关合成酶．一段时间后，最多可以获得

 

种含完整四环素抗性基因的质粒．
（7）写出筛选、获取含有目的基因大肠杆菌的培养和鉴别方法：

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：分析：此题对比传统获得疫苗和通过基因工程获得疫苗的过程方法后重点强调了基因工程获得疫苗优点．图1表示的是通过基因工程获得疫苗和产生相应抗体的过程图，图2和图3表示进行重组质粒时对于限制酶的选取，是个难点．

解答： 解：：（1）这一问主要考察疫苗的本质，即灭活的抗原．乙肝病毒结构包括核酸和蛋白质外壳，在作为疫苗时能与相应抗体特异性结合的是其产生的蛋白质外壳，即蛋白质外壳是激发免疫的抗原；
（1）根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种，说明该目的基因具体功能是指导合成乙肝病毒蛋白；
（2）本题较为简单但学生却容易忽略而出错，记不清楚PCR全称为多聚酶链式反应；而重组质粒时需要切割质粒和链接目的基因与质粒，所以需要限制酶和DNA连接酶；
（3）本题主要考察灭活特点，灭活主要是破坏核酸结构，使其不具有活性．血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心提纯血液中的乙肝病毒，之后再灭活，在灭活核酸的时候可能有些乙肝病毒还具有活性，会导致乙肝病毒在接种者体内繁殖患病．
（4）本题主要考察遗传密码的特性，所有生物共用一套遗传密码子，共有64个密码子，所以目的基因在人细胞和大肠杆菌中才能产生相同抗原；
（5）本题主要考察限制酶切割后形成黏性末端的特点，这是疑难点，BamHⅠ在获取目的基因和切割质粒时使目的基因和质粒两端产生相同的黏性末端，而在连接酶作用会出现自身环化、目的基因自身与自身连接、质粒自身与自身连接、目的基因与质粒连接多种情况，需要筛选；用两种限制酶切割，质粒和目的基因两端不会形成相同黏性末端，在连接酶作用下不会发生环化还可以防止反向连接，最终在连接酶作用下只会出现目的基因与质粒成功重组和没有进行重组的质粒．
（6）本题考查在获得重组质粒时不会切割四环素抗性基因，由图二知BamHⅠ可切割破坏四环素抗性基因，所以第五题出现能保持四环素抗性基因完整的应该是用HindⅢ和EcoRⅠ进行切割质粒，所以最终会出现成功重组的质粒和没有进行重组的质粒保持四环素抗性基因完整，根据题干要成功转入目的基因，则只能是重组质粒，为一种．
（7）本题主要考察筛选含目的基因受体细胞方法，依据原理是根据重组质粒上的抗性基因做抗性接种试验，观察受体细胞是否能够存活，存活的则含有重组质粒，即含有目的基因．
故答案为：
（1）蛋白质外壳；
（1）指导合成乙肝病毒外壳；
（2）多聚酶链式反应技术       DNA连接酶；
（3）血源性疫苗需灭活破坏其核酸结构，灭活不成功则会导致接种者患乙肝，而基因工程不需；
（4）所有生物共用一套遗传密码；
（5）BamHⅠ或HindⅢ和EcoRⅠ原因：第二组限制酶效率高，第一组只用一种限制酶会导致目的基因和质粒两端产生的黏性末端相同，在进行重组质粒时会出现质粒与质粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连，目的基因自身环化，质粒自身环化五种结果，需要筛选而比较麻烦；用两种酶切割两端产生的黏性末端不一致，可避免第一组出现的情况；
（6）1；
（7）将大肠杆菌转移到含有卡那霉素培养基中进行培养，能够生存的则是含目的基因的大肠杆菌

点评：本题有一些难度，主要考察学生对于遗传密码特点的理解应用，对于抗原本质的认识，难点在于对一种限制酶切割后再连接所出现情况的推理，这需要能够彻底理解限制酶切割后产生末端的特点，对于知识的应用方面加深了，很好的考察了学生理解能力和思维能力．