Question

【題目】接種乙肝疫苗是預防乙肝病毒感染的最有效方法，乙肝疫苗的研制先后經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，具有一定的感染風險。如圖所示為乙肝基因工程疫苗的生產和使用過程。根據所學知識，請回答下列問題：

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

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

（3）重組質粒中，啟動子與復制原點的化學本質______________ （填“相同”或“不同”），啟動子的作用是__________________________________________________。

（4）圖中過程②常需要用____處理，使大腸桿菌細胞轉化為感受態細胞，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，試從疫苗的結構特點解釋其原因。__________________________________________________

Answer 1

【答案】基因組文庫 cDNA文庫 BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ 可以保持目的基因的完整性，同時防止目的基因和質粒發生自身環化 相同 是RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動基因轉錄形成mRNA Ca2＋ 指導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構，滅活不成功則會導致接種者患病，而基因工程疫苗不含核酸，其中起作用的是蛋白質，不會引發病毒增殖和感染

【解析】

基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫（cDNA文庫），基因組文庫包含了一個種生物的全部基因，而部分基因文庫只包含了一種生物的一部分基因。
（2）根據圖解可知，含有目的基因的外源DNA和運載體上都有限制酶BamHI、EcoRl和EcoRV的識別序列和切割位點，用EcoRV切割會破壞目的基因，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或同時用EcoRI和BamHI，其中同時用EcoRI和BamHI可以保持目的基因的完整性，同時防止目的基因和質粒發生自身環化。
（3）啟動子與復制原點的化學本質相同，都是DNA片段。啟動子的作用是RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動基因轉錄形成mRNA。
（4）將目的基因導入大腸桿菌細胞，需要先用Ca2+處理，使大腸桿菌細胞轉化為感受態細胞，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（DNA、病毒的DNA），不會出現病毒的增殖和感染。