Question

7．生物工程
对艾滋病的疫苗研究，经历了三个“时代”．早期，科学工作者从HIV感染自愈者体内采取相应免疫细胞，使之与骨髓瘤细胞结合，生产HIV的抗体，具体过程见下图1：

（1）上述过程①的生物技术称为细胞融合技术；
（2）要获得纯净、单一的抗体，上图过程最关键的操作要点是单个免疫B细胞与重骨髓瘤细胞融合或在选择培养基上进行选择．
随后，转基因技术被运用到了HIV的疫苗的研制工作中，科学工作者研制的第二代HIV疫苗的操作简要路径见下图2：

（3）过程②所用限制酶必须一致，其理由是只要切口和接口具有相同的粘性末端即可．
（4）用该方法产生的疫苗进行接种，与上述图1的抗体注射方法的免疫功能相比，其关键的优势是血液中抗体含量因代谢会逐渐降低，而抗原可以激发B细胞产生记忆细胞，较长时间维持较高抗体浓度；
（5）该疫苗接种，具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者，从免疫学角度分析，不能治愈的主要原因是HIV寄生于细胞内，抗体只能应对内环境体液中的病毒．
用X、Y两种限制酶作用于病毒DNA片段，并进行电泳分析，其结果见图3．

（6）A至D选项中，关于两种酶切位置的判断正确的是C
科学工作者发现一种蛋白质（D4-Ig），它能与HIV表面的糖蛋白结合，从而使HIV失去侵染T细胞的能力；腺相关病毒是杆状病毒，无激活复制基因，对人体相对安全．
腺相关病毒其基因组中含有常用病毒衣壳基因rep和复制相关蛋白基因cap，为安全起见，需要去除复制基因．目前，科学家利用其相关实验研究，实验工作相关信息如图4：

（7）目的基因运载体是腺相关病毒（或腺相关病毒粒子和腺相关病毒基因组）．
（8）过程①需要对D4-Ig蛋白进行氨基酸种类与序列测定，才能人工合成D4-Ig基因．这个过程产生的基因组可能在某些碱基上有所不同，其原因是有些氨基酸会有2种以上的密码子
（9）被两种病毒双重感染的T细胞解体的HIV病毒相比入侵时的差异是HIV病毒的衣壳蛋白已经与D4-Ig蛋白结合，失去再感染T细胞能力．

Answer 1

分析 1、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．
2、艾滋病的致病原理：HIV病毒进入人体后，与人体的T淋巴细胞结合，破坏T淋巴细胞，使免疫调节受到抑制，使人的免疫系统瘫痪，最后使人无法抵抗其他细菌、病毒的入侵，让人死亡．
3、分析图1：①表示细胞融合，②表示筛选获得杂交瘤细胞．
4、分析图2：①是获取目的基因的过程，②是基因表达载体的构建过程，③是将目的基因导入受体细胞的过程．

解答 解：（1）上述①为HIV自愈者免疫细胞与骨髓瘤细胞融合的过程，该过程需要采用细胞融合技术．
（2）要获得纯净、单一的抗体，最关键的操作要点是单个免疫B细胞与重骨髓瘤细胞融合或在选择培养基上进行选择．
（3）②是基因表达载体的构建过程，该过程需要用同种限制酶切割外源DNA片段和质粒，以产生相同的黏性末端，只要切口和接口具有相同的黏性末端即可被DNA连接酶连接．
（4）用该方法产生的疫苗进行接种，与上述图1的抗体注射方法的免疫功能相比，其关键的优势是血液中抗体含量因代谢会逐渐降低，而抗原可以激发B细胞产生记忆细胞，较长时间维持较高抗体浓度；
（5）HIV寄生于细胞内，抗体只能应对内环境体液中的病毒，因此该疫苗接种，具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者．
（6）A、用X酶单独切割能形成500、5000和4500三种大小的片段，这与图3不符，A错误；
B、用Y酶单独切割能形成500和9500两种大小的片段，这与图3不符，B错误；
C、用X酶单独切割能形成3500、6000和500三种大小的片段，用Y酶单独切割能形成8000和2000两种大小的片段，用X酶和Y酶同时切割能形成4500、3500、1500和500四种大小的片段，这与图3相符，C正确；
D、用Y酶单独切割能形成1500和8500两种大小的片段，这与图3不符，D错误．
故选：C．
（7）由图可知，目的基因运载体是腺相关病毒（或腺相关病毒粒子和腺相关病毒基因组）．
（8）过程①是采用人工合成法获得目的基因，该过程需要对D4-Ig蛋白进行氨基酸种类与序列测定，才能人工合成D4-Ig基因．这个过程产生的基因组可能在某些碱基上有所不同，其原因是密码子具有简并性，即有些氨基酸会有2种以上的密码子．
（9）根据题干信息“蛋白质（D4-Ig），它能与HIV表面的糖蛋白结合，从而使HIV失去侵染T细胞的能力”可知，被两种病毒双重感染的T细胞解体的HIV病毒相比入侵时的差异是HIV病毒的衣壳蛋白已经与D4-Ig蛋白结合，失去再感染T细胞能力．
故答案为：
（1）细胞融合   
（2）单个免疫B细胞与重骨髓瘤细胞融合或在选择培养基上进行选择
（3）只要切口和接口具有相同的粘性末端即可
（4）血液中抗体含量因代谢会逐渐降低，而抗原可以激发B细胞产生记忆细胞，较长时间维持较高抗体浓度
（5）HIV寄生于细胞内，抗体只能应对内环境体液中的病毒．
（6）C
（7）腺相关病毒（或腺相关病毒粒子和腺相关病毒基因组）
（8）氨基酸种类与序列测定       有些氨基酸会有2种以上的密码子   
（9）HIV病毒的衣壳蛋白已经与D4-Ig蛋白结合，失去再感染T细胞能力

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节；了解基因工程技术的相关应用，能结合图中信息准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查，有一定难度．