Question

接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法，乙肝疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。血源性乙肝疫苗是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心法提纯血液中的乙肝病毒，之后再将其灭活，制成乙肝疫苗，具有一定的感染风险。如图所示为乙肝基因工程疫苗的生产和使用过程。根据所学知识，请回答下列问题：

（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括___________和____________。

（2）过程①最好选用的限制酶组合是_____，请说出你的选择理由：_______

（3）重组质粒中，启动子与复制原点的化学本质______________ （填“相同”或“不同”），启动子的作用是__________________________________________________。

（4）图中过程②常需要用____处理，使大肠杆菌细胞转化为感受态细胞，由图中过程③可知，该目的基因的具体功能是_____________________。

（5）用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全，试从疫苗的结构特点解释其原因。__________________________________________________

Answer

基因组文库 cDNA文库 BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ 可以保持目的基因的完整性，同时防止目的基因和质粒发生自身环化 相同 是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录形成mRNA Ca2＋ 指导合成乙肝病毒外壳蛋白 研制血源性疫苗需灭活破坏乙肝病毒的核酸结构，灭活不成功则会导致接种者患病，而基因工程疫苗不含核酸，其中起作用的是蛋白质，不会引发病毒增殖和感染

【解析】

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。

（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库（cDNA文库），基因组文库包含了一个种生物的全部基因，而部分基因文库只包含了一种生物的一部分基因。
（2）根据图解可知，含有目的基因的外源DNA和运载体上都有限制酶BamHI、EcoRl和EcoRV的识别序列和切割位点，用EcoRV切割会破坏目的基因，因此图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是只用BamHI或同时用EcoRI和BamHI，其中同时用EcoRI和BamHI可以保持目的基因的完整性，同时防止目的基因和质粒发生自身环化。
（3）启动子与复制原点的化学本质相同，都是DNA片段。启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录形成mRNA。
（4）将目的基因导入大肠杆菌细胞，需要先用Ca2+处理，使大肠杆菌细胞转化为感受态细胞，从过程③可知，该目的基因的具体功能是控制病毒蛋白质外壳的合成。
（5）用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全，原因是该疫苗不具有遗传物质（DNA、病毒的DNA），不会出现病毒的增殖和感染。