Question

16．口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种动物传染病，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VP1．科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗．请回答下列问题：
（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，则获得可重组到质粒的VP1基因必须用到逆转录酶酶．要获得大量该VP1基因，可利用PCR技术进行扩增．
（2）如图是插入VP1基因的农杆菌Ti重组质粒结构示意图，构建具有VP1基因的基因表达载体还需要在质粒中插入启动子．
（3）VP1基因应插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上，通过转化作用进入番茄细胞并插入到染色体DNA，使VP1基因能够稳定维持并发挥作用．
（4）通常用BamHⅠ、HindⅢ两种限制酶切割VP1基因和Ti质粒的目的是防止VP1基因、Ti质粒的自身环化；要筛选出含有该目的基因表达载体的番茄细胞，首先需要在含卡那霉素的培养基上进行．
（5）检测发现染色体DNA上插入VP1基因的某些番茄细胞死亡了，导致这些转基因番茄细胞死亡的最可能原因是VP1基因的插入可能破坏了生命活动必需的某些基因，导致细胞死亡．
（6）将成功转入VP1基因的受体细胞进行培养，获得转基因植株．若要快速繁殖大量这种转基因种苗，应选取幼枝的形成层（芽尖）部位进行组织培养．
（7）获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，要进行免疫效力的测定，具体方法是：将从转基因番茄叶片中提取的VP1蛋白质注射到一定数量的豚鼠体内，每半个月注射一次，三次注射后检测豚鼠血液中产生的数量，为了使结果可信，应设置空白对照组，注射VP1蛋白的抗体等量生理盐水．

Answer 1

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）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，可以RNA为模板逆转录获得VPI基因；PCR技术可在体外大量扩增目的基因．
（2）构建具有VP1基因的基因表达载体还需要在质粒中插入启动子，启动子是RNA聚合酶的结合位点，能启动转录过程．
（3）VP1基因应插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上，通过转化作用进入番茄细胞并插入到染色体DNA，使VP1基因能够稳定维持并发挥作用．
（4）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．由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此要筛选出含有该目的基因表达载体的番茄细胞，首先需要在含卡那霉素的培养基上进行．
（5）检测发现染色体DNA上插入VP1基因的某些番茄细胞死亡了，导致这些转基因番茄细胞死亡的最可能原因是VP1基因的插入可能破坏了生命活动必需的某些基因，导致细胞死亡．
（6）将成功转入VP1基因的受体细胞进行培养，获得转基因植株．若要快速繁殖大量这种转基因种苗，应选取幼枝的形成层（芽尖）部位进行组织培养．
（7）获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，要进行免疫效力的测定，具体方法是：将从转基因番茄叶片中提取的VP1蛋白质注射到一定数量的豚鼠体内，每半个月注射一次，三次注射后检测豚鼠血液中产生的数量，为了使结果可信，应设置空白对照组，注射VP1蛋白的抗体等量生理盐水．
故答案为：
（1）逆转录酶    PCR
（2）启动子
（3）T-DNA    转化
（4）防止VP1基因、Ti质粒的自身环化     卡那霉素
（5）VP1基因的插入可能破坏了生命活动必需的某些基因，导致细胞死亡
（6）形成层（芽尖）
（7）VP1蛋白的抗体

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．