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【点评】多倍体的形成有两种途径,可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,也可以低温诱导,二者均可以使染色体数目加倍。在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,需要学生注意的细节很多,如实验的原理、实验所用的试剂及试剂的作用、实验的步骤及各步骤的作用等,需要学生在学习中注意归纳总结。
10.(14.00分)甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。
(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用 PCR 技术扩增,并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的 多肽 ,因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒,并保存。
(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与 载体 连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的 总RNA 进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。 (3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加 非天然氨基酸 的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白,产生大量子代病毒,用于制备疫苗。
特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是 D (单选)。 A.病毒的DNA聚合酶 B.宿主的DNA聚合酶
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C.病毒的RNA聚合酶 D.宿主的RNA聚合酶
(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起 细胞 免疫,增强免疫保护效果。
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因﹣﹣DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA﹣﹣分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质﹣﹣抗原﹣抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【解答】解:(1)基因工程中,可以使用PCR技术扩增目的基因。将某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列,导致翻译提前终止,改造后的基因表达时不能合成完整长度的多肽。
(2)将目的基因导入受体细胞前,先将目的基因和载体结合构建基因表达载体,确保目的基因可以在受体细胞内稳定存在并表达。提取宿主细胞的总RNA进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加非天然氨基酸的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,基因转录需要专一性的酶的催化,启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,RNA聚合酶具有物种专一性,识别其启动子的酶是宿主的RNA聚合酶,故选:D。
(4)病毒侵入体内后,引起身体产生细胞免疫,增强免疫保护效果。 故答案为:
(1)PCR 多肽(或蛋白质) (2)载体 总RNA
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(3)非天然氨基酸(Uaa) D (4)细胞
【点评】本题考查基因工程的相关知识,意在考查考生运用所学基础知识,结合所学知识解决相关的生物学问题的能力。
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