Question

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，过程如下图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）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VPI基因可通过              方法获得。
（2）如图2所示，若限制酶A、B切割出的黏性末端完全不同，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C、D切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶C切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶D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C、酶D切割位点用相应的字母标注在下图对应位置。

(每小格代表0.1kb)
（4）过程③为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用___________处理土壤农杆菌，使其处于感受态。
（5）过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和一定浓度的植物激素外，还需要添加         筛选出含有重组质粒的叶片小段。
（6）用PCR方法检测转基因番茄是否含有目的基因时，需根据________________的核苷酸序列设计特异引物，若其中一种引物共用了31个，则含目的基因的番茄DNA最多扩增了__ __次。

Answer 1

（1）逆转录
（2）保证了目的基因和质粒的定向连接
（3）1.2kb

（4）Ca²⁺（或“CaCl₂”）
（5）卡那霉素
（6）VPI基因（目的基因）    5

解析试题分析：
（1）由于口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，欲获得目的基因必须以RNA为模板合成DHA，该过程属于逆转录。
（2）由于两种限制酶切割出的末端不同，切出的质粒和目的基因不会自己连接成环状，在目的基因连接到切开质粒时也能保证插入部位和方向的准确性。
（3）原质粒（3.7kb）中EF段0.2kb、FH点0.5kb、GE段0.8kb，则HG段为2.2kb，依据重组质粒切割后的数据分祈，目的基因替换EF段后总长度为4.7kb，因此目的基因的长度为1.2kb。由于酶C切割后形成1.6kb和3.1kb两个片段，故目的基因中酶C的切点距离已知的切点G的距离为1.6kb，同理可以推知，酶D的切点距离已知的切点H的距离为1.2kb，根据原来酶C和酶D的两个切点之间的距离为0.8+0.5+1.2=2.5（kb），则目的基因内部的两个切点之间的距离为：1.2+1.6—2.5=0.3（kb），则可以在图上标出两个切点的位置。
（4）为了便于细菌吸收重组质粒，可以使用钙离子（氯化钙溶液）处理，使之成为感受态细胞。
（5）植物组织培养需加入生长素和细胞分裂素以调节分裂和分化；导入的重组质粒上有抗卡那霉素基因，可以在含卡那霉素的培养基上生存，因此培养基中添加卡那霉素可以筛选出导入重组质粒的细菌。
（6）利用PCR技术扩增法检测转基因番茄中是否有目的基因时，需要根据目的基因的核苷酸序列设计引物；由于其中的一种引物使用了31个，那么最后得到的子代DNA应该为32个，根据DNA复制的有关知识，可以推知共复制了5次。
考点：本题考查基因工程的有关知识，意在考查考生识图能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题；综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。