Question

人類是乙型肝炎病毒的唯一宿主，現(xiàn)有的肝硬化、肝癌多從乙肝發(fā)展而來，接種乙肝疫苗是預(yù)防乙肝病毒感染的最有效方法．乙型肝炎疫苗的研制先后經(jīng)歷了血源性疫苗和基因工程疫苗階段．
（1）血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速離心提純血液中的乙肝病毒，之后再滅活，制成乙肝疫苗．乙肝病毒結(jié)構(gòu)中的

 

成分是激發(fā)免疫反應(yīng)的抗原．
乙肝工程疫苗的生產(chǎn)和使用過程如圖1：

（1）從圖可知，該目的基因的具體功能是

 

．
（2）若要迅速獲取大量的目的基因，以提高重組質(zhì)粒生產(chǎn)的效率，常用的技術(shù)是（寫全稱）

 

．
過程①合成重組質(zhì)粒需要限制酶，還需要

 

酶．
（3）用基因工程疫苗接種比血源性疫苗更安全，試從疫苗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋原因：

 

．
（4）目的基因在人體細(xì)胞和大腸桿菌細(xì)胞中均能表達(dá)出相同的抗原，這是因?yàn)?div id="nxnlxlp" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

原因所致．
    形成有效的重組質(zhì)粒，選擇適當(dāng)?shù)南拗菩詢?nèi)切酶很重要．圖2示意大腸桿菌質(zhì)粒的相關(guān)基因與限制酶切點(diǎn)；圖3示意有關(guān)限制酶在DNA分子中的具體切點(diǎn)．
（5）要成功轉(zhuǎn)入目的基因，有兩種選擇限制酶的方案，它們分別是

 

或

 

．其中有一組方案重組效率較高，其原因是

 

．
（6）用上述兩種方案酶切大腸桿菌質(zhì)粒與目的基因，再一并加入相關(guān)合成酶．一段時(shí)間后，最多可以獲得

 

種含完整四環(huán)素抗性基因的質(zhì)粒．
（7）寫出篩選、獲取含有目的基因大腸桿菌的培養(yǎng)和鑒別方法：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析：此題對比傳統(tǒng)獲得疫苗和通過基因工程獲得疫苗的過程方法后重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了基因工程獲得疫苗優(yōu)點(diǎn)．圖1表示的是通過基因工程獲得疫苗和產(chǎn)生相應(yīng)抗體的過程圖，圖2和圖3表示進(jìn)行重組質(zhì)粒時(shí)對于限制酶的選取，是個(gè)難點(diǎn)．

解答： 解：：（1）這一問主要考察疫苗的本質(zhì)，即滅活的抗原．乙肝病毒結(jié)構(gòu)包括核酸和蛋白質(zhì)外殼，在作為疫苗時(shí)能與相應(yīng)抗體特異性結(jié)合的是其產(chǎn)生的蛋白質(zhì)外殼，即蛋白質(zhì)外殼是激發(fā)免疫的抗原；
（1）根據(jù)圖中④目的基因最終產(chǎn)生乙肝病毒外殼進(jìn)行接種，說明該目的基因具體功能是指導(dǎo)合成乙肝病毒蛋白；
（2）本題較為簡單但學(xué)生卻容易忽略而出錯(cuò)，記不清楚PCR全稱為多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；而重組質(zhì)粒時(shí)需要切割質(zhì)粒和鏈接目的基因與質(zhì)粒，所以需要限制酶和DNA連接酶；
（3）本題主要考察滅活特點(diǎn)，滅活主要是破壞核酸結(jié)構(gòu)，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，用高速離心提純血液中的乙肝病毒，之后再滅活，在滅活核酸的時(shí)候可能有些乙肝病毒還具有活性，會(huì)導(dǎo)致乙肝病毒在接種者體內(nèi)繁殖患�。�
（4）本題主要考察遺傳密碼的特性，所有生物共用一套遺傳密碼子，共有64個(gè)密碼子，所以目的基因在人細(xì)胞和大腸桿菌中才能產(chǎn)生相同抗原；
（5）本題主要考察限制酶切割后形成黏性末端的特點(diǎn)，這是疑難點(diǎn)，BamHⅠ在獲取目的基因和切割質(zhì)粒時(shí)使目的基因和質(zhì)粒兩端產(chǎn)生相同的黏性末端，而在連接酶作用會(huì)出現(xiàn)自身環(huán)化、目的基因自身與自身連接、質(zhì)粒自身與自身連接、目的基因與質(zhì)粒連接多種情況，需要篩選；用兩種限制酶切割，質(zhì)粒和目的基因兩端不會(huì)形成相同黏性末端，在連接酶作用下不會(huì)發(fā)生環(huán)化還可以防止反向連接，最終在連接酶作用下只會(huì)出現(xiàn)目的基因與質(zhì)粒成功重組和沒有進(jìn)行重組的質(zhì)粒．
（6）本題考查在獲得重組質(zhì)粒時(shí)不會(huì)切割四環(huán)素抗性基因，由圖二知BamHⅠ可切割破壞四環(huán)素抗性基因，所以第五題出現(xiàn)能保持四環(huán)素抗性基因完整的應(yīng)該是用HindⅢ和EcoRⅠ進(jìn)行切割質(zhì)粒，所以最終會(huì)出現(xiàn)成功重組的質(zhì)粒和沒有進(jìn)行重組的質(zhì)粒保持四環(huán)素抗性基因完整，根據(jù)題干要成功轉(zhuǎn)入目的基因，則只能是重組質(zhì)粒，為一種．
（7）本題主要考察篩選含目的基因受體細(xì)胞方法，依據(jù)原理是根據(jù)重組質(zhì)粒上的抗性基因做抗性接種試驗(yàn)，觀察受體細(xì)胞是否能夠存活，存活的則含有重組質(zhì)粒，即含有目的基因．
故答案為：
（1）蛋白質(zhì)外殼；
（1）指導(dǎo)合成乙肝病毒外殼；
（2）多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)       DNA連接酶；
（3）血源性疫苗需滅活破壞其核酸結(jié)構(gòu)，滅活不成功則會(huì)導(dǎo)致接種者患乙肝，而基因工程不需；
（4）所有生物共用一套遺傳密碼；
（5）BamHⅠ或HindⅢ和EcoRⅠ原因：第二組限制酶效率高，第一組只用一種限制酶會(huì)導(dǎo)致目的基因和質(zhì)粒兩端產(chǎn)生的黏性末端相同，在進(jìn)行重組質(zhì)粒時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)粒與質(zhì)粒相連、質(zhì)粒與目的基因相連、目的基因與目的基因相連，目的基因自身環(huán)化，質(zhì)粒自身環(huán)化五種結(jié)果，需要篩選而比較麻煩；用兩種酶切割兩端產(chǎn)生的黏性末端不一致，可避免第一組出現(xiàn)的情況；
（6）1；
（7）將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有卡那霉素培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，能夠生存的則是含目的基因的大腸桿菌

點(diǎn)評：本題有一些難度，主要考察學(xué)生對于遺傳密碼特點(diǎn)的理解應(yīng)用，對于抗原本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，難點(diǎn)在于對一種限制酶切割后再連接所出現(xiàn)情況的推理，這需要能夠徹底理解限制酶切割后產(chǎn)生末端的特點(diǎn)，對于知識(shí)的應(yīng)用方面加深了，很好的考察了學(xué)生理解能力和思維能力．