Question

【題目】接種乙肝疫苗是預(yù)防乙肝病毒感染的最有效方法，乙肝疫苗的研制先后經(jīng)歷了血源性疫苗和基因工程疫苗階段。血源性乙肝疫苗是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速離心法提純血液中的乙肝病毒，之后再將其滅活，制成乙肝疫苗，具有一定的感染風(fēng)險(xiǎn)。如圖所示為乙肝基因工程疫苗的生產(chǎn)和使用過程。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)回答下列問題：

（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫(kù)中獲得。基因文庫(kù)包括___________和____________。

（2）過程①最好選用的限制酶組合是_____，請(qǐng)說出你的選擇理由：_______

（3）重組質(zhì)粒中，啟動(dòng)子與復(fù)制原點(diǎn)的化學(xué)本質(zhì)______________ （填“相同”或“不同”），啟動(dòng)子的作用是__________________________________________________。

（4）圖中過程②常需要用____處理，使大腸桿菌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞，由圖中過程③可知，該目的基因的具體功能是_____________________。

（5）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)解釋其原因。__________________________________________________

Answer 1

【答案】基因組文庫(kù) cDNA文庫(kù) BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ 可以保持目的基因的完整性，同時(shí)防止目的基因和質(zhì)粒發(fā)生自身環(huán)化 相同 是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄形成mRNA Ca2＋ 指導(dǎo)合成乙肝病毒外殼蛋白 研制血源性疫苗需滅活破壞乙肝病毒的核酸結(jié)構(gòu)，滅活不成功則會(huì)導(dǎo)致接種者患病，而基因工程疫苗不含核酸，其中起作用的是蛋白質(zhì)，不會(huì)引發(fā)病毒增殖和感染

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。
（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）基因文庫(kù)包括基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)（cDNA文庫(kù)），基因組文庫(kù)包含了一個(gè)種生物的全部基因，而部分基因文庫(kù)只包含了一種生物的一部分基因。
（2）根據(jù)圖解可知，含有目的基因的外源DNA和運(yùn)載體上都有限制酶BamHI、EcoRl和EcoRV的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，用EcoRV切割會(huì)破壞目的基因，因此圖中過程①有兩種限制酶選擇方案，它們分別是只用BamHI或同時(shí)用EcoRI和BamHI，其中同時(shí)用EcoRI和BamHI可以保持目的基因的完整性，同時(shí)防止目的基因和質(zhì)粒發(fā)生自身環(huán)化。
（3）啟動(dòng)子與復(fù)制原點(diǎn)的化學(xué)本質(zhì)相同，都是DNA片段。啟動(dòng)子的作用是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄形成mRNA。
（4）將目的基因?qū)�入大腸桿菌細(xì)胞，需要先用Ca2+處理，使大腸桿菌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞，從過程③可知，該目的基因的具體功能是控制病毒蛋白質(zhì)外殼的合成。
（5）用基因工程疫苗接種比血源性疫苗更安全，原因是該疫苗不具有遺傳物質(zhì)（DNA、病毒的DNA），不會(huì)出現(xiàn)病毒的增殖和感染。