Question

7．生物工程
對(duì)艾滋病的疫苗研究，經(jīng)歷了三個(gè)“時(shí)代”．早期，科學(xué)工作者從HIV感染自愈者體內(nèi)采取相應(yīng)免疫細(xì)胞，使之與骨髓瘤細(xì)胞結(jié)合，生產(chǎn)HIV的抗體，具體過(guò)程見(jiàn)下圖1：

（1）上述過(guò)程①的生物技術(shù)稱(chēng)為細(xì)胞融合技術(shù)；
（2）要獲得純凈、單一的抗體，上圖過(guò)程最關(guān)鍵的操作要點(diǎn)是單個(gè)免疫B細(xì)胞與重骨髓瘤細(xì)胞融合或在選擇培養(yǎng)基上進(jìn)行選擇．
隨后，轉(zhuǎn)基因技術(shù)被運(yùn)用到了HIV的疫苗的研制工作中，科學(xué)工作者研制的第二代HIV疫苗的操作簡(jiǎn)要路徑見(jiàn)下圖2：

（3）過(guò)程②所用限制酶必須一致，其理由是只要切口和接口具有相同的粘性末端即可．
（4）用該方法產(chǎn)生的疫苗進(jìn)行接種，與上述圖1的抗體注射方法的免疫功能相比，其關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)是血液中抗體含量因代謝會(huì)逐漸降低，而抗原可以激發(fā)B細(xì)胞產(chǎn)生記憶細(xì)胞，較長(zhǎng)時(shí)間維持較高抗體濃度；
（5）該疫苗接種，具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者，從免疫學(xué)角度分析，不能治愈的主要原因是HIV寄生于細(xì)胞內(nèi)，抗體只能應(yīng)對(duì)內(nèi)環(huán)境體液中的病毒．
用X、Y兩種限制酶作用于病毒DNA片段，并進(jìn)行電泳分析，其結(jié)果見(jiàn)圖3．

（6）A至D選項(xiàng)中，關(guān)于兩種酶切位置的判斷正確的是C
科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)（D4-Ig），它能與HIV表面的糖蛋白結(jié)合，從而使HIV失去侵染T細(xì)胞的能力；腺相關(guān)病毒是桿狀病毒，無(wú)激活復(fù)制基因，對(duì)人體相對(duì)安全．
腺相關(guān)病毒其基因組中含有常用病毒衣殼基因rep和復(fù)制相關(guān)蛋白基因cap，為安全起見(jiàn)，需要去除復(fù)制基因．目前，科學(xué)家利用其相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)工作相關(guān)信息如圖4：

（7）目的基因運(yùn)載體是腺相關(guān)病毒（或腺相關(guān)病毒粒子和腺相關(guān)病毒基因組）．
（8）過(guò)程①需要對(duì)D4-Ig蛋白進(jìn)行氨基酸種類(lèi)與序列測(cè)定，才能人工合成D4-Ig基因．這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的基因組可能在某些堿基上有所不同，其原因是有些氨基酸會(huì)有2種以上的密碼子
（9）被兩種病毒雙重感染的T細(xì)胞解體的HIV病毒相比入侵時(shí)的差異是HIV病毒的衣殼蛋白已經(jīng)與D4-Ig蛋白結(jié)合，失去再感染T細(xì)胞能力．

Answer 1

分析 1、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�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(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、艾滋病的致病原理：HIV病毒進(jìn)入人體后，與人體的T淋巴細(xì)胞結(jié)合，破壞T淋巴細(xì)胞，使免疫調(diào)節(jié)受到抑制，使人的免疫系統(tǒng)癱瘓，最后使人無(wú)法抵抗其他細(xì)菌、病毒的入侵，讓人死亡．
3、分析圖1：①表示細(xì)胞融合，②表示篩選獲得雜交瘤細(xì)胞．
4、分析圖2：①是獲取目的基因的過(guò)程，②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，③是將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的過(guò)程．

解答 解：（1）上述①為HIV自愈者免疫細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的過(guò)程，該過(guò)程需要采用細(xì)胞融合技術(shù)．
（2）要獲得純凈、單一的抗體，最關(guān)鍵的操作要點(diǎn)是單個(gè)免疫B細(xì)胞與重骨髓瘤細(xì)胞融合或在選擇培養(yǎng)基上進(jìn)行選擇．
（3）②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，該過(guò)程需要用同種限制酶切割外源DNA片段和質(zhì)粒，以產(chǎn)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連接酶連接．
（4）用該方法產(chǎn)生的疫苗進(jìn)行接種，與上述圖1的抗體注射方法的免疫功能相比，其關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)是血液中抗體含量因代謝會(huì)逐漸降低，而抗原可以激發(fā)B細(xì)胞產(chǎn)生記憶細(xì)胞，較長(zhǎng)時(shí)間維持較高抗體濃度；
（5）HIV寄生于細(xì)胞內(nèi)，抗體只能應(yīng)對(duì)內(nèi)環(huán)境體液中的病毒，因此該疫苗接種，具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者．
（6）A、用X酶單獨(dú)切割能形成500、5000和4500三種大小的片段，這與圖3不符，A錯(cuò)誤；
B、用Y酶單獨(dú)切割能形成500和9500兩種大小的片段，這與圖3不符，B錯(cuò)誤；
C、用X酶單獨(dú)切割能形成3500、6000和500三種大小的片段，用Y酶單獨(dú)切割能形成8000和2000兩種大小的片段，用X酶和Y酶同時(shí)切割能形成4500、3500、1500和500四種大小的片段，這與圖3相符，C正確；
D、用Y酶單獨(dú)切割能形成1500和8500兩種大小的片段，這與圖3不符，D錯(cuò)誤．
故選：C．
（7）由圖可知，目的基因運(yùn)載體是腺相關(guān)病毒（或腺相關(guān)病毒粒子和腺相關(guān)病毒基因組）．
（8）過(guò)程①是采用人工合成法獲得目的基因，該過(guò)程需要對(duì)D4-Ig蛋白進(jìn)行氨基酸種類(lèi)與序列測(cè)定，才能人工合成D4-Ig基因．這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的基因組可能在某些堿基上有所不同，其原因是密碼子具有簡(jiǎn)并性，即有些氨基酸會(huì)有2種以上的密碼子．
（9）根據(jù)題干信息“蛋白質(zhì)（D4-Ig），它能與HIV表面的糖蛋白結(jié)合，從而使HIV失去侵染T細(xì)胞的能力”可知，被兩種病毒雙重感染的T細(xì)胞解體的HIV病毒相比入侵時(shí)的差異是HIV病毒的衣殼蛋白已經(jīng)與D4-Ig蛋白結(jié)合，失去再感染T細(xì)胞能力．
故答案為：
（1）細(xì)胞融合   
（2）單個(gè)免疫B細(xì)胞與重骨髓瘤細(xì)胞融合或在選擇培養(yǎng)基上進(jìn)行選擇
（3）只要切口和接口具有相同的粘性末端即可
（4）血液中抗體含量因代謝會(huì)逐漸降低，而抗原可以激發(fā)B細(xì)胞產(chǎn)生記憶細(xì)胞，較長(zhǎng)時(shí)間維持較高抗體濃度
（5）HIV寄生于細(xì)胞內(nèi)，抗體只能應(yīng)對(duì)內(nèi)環(huán)境體液中的病毒．
（6）C
（7）腺相關(guān)病毒（或腺相關(guān)病毒粒子和腺相關(guān)病毒基因組）
（8）氨基酸種類(lèi)與序列測(cè)定       有些氨基酸會(huì)有2種以上的密碼子   
（9）HIV病毒的衣殼蛋白已經(jīng)與D4-Ig蛋白結(jié)合，失去再感染T細(xì)胞能力

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的概念、原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)；了解基因工程技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查，有一定難度．