《2026年理想树图书高考必刷卷42套模拟卷汇编高中生物全一册通用版江苏专版》

23. (12分)为了提升猪瘟病毒疫苗的效果，科研人员构建了猪瘟病毒p30蛋白基因($p30$)与白喉毒素无毒突变基因($CRM197A$)的融合基因表达质粒，以生产融合蛋白疫苗。图1为质粒构建、疫苗生产以及效果测试示意图，请回答下列问题：

(1)除图1中所示结构外，pET32a质粒上还具有的结构是复制原点，终止子的功能是终止转录。
(2)引物F1-F的设计依据是质粒上游同源序列和p30(上游)末端序列。通过PCR分别扩增$p30$基因和$CRM197A$基因时配制的两个反应体系中相同的物质有：缓冲液(含${Mg^{2+}}$)、无菌水、耐高温的DNA聚合酶(或TaqDNA 聚合酶)、dNTP(写出一点即可)等，缓冲液的功能是维持适宜的pH(或为酶提供适宜的反应条件)。
(3)筛选时科研人员挑选了5个菌落，提取质粒后加入BamHⅠ和HindⅢ酶切、电泳。结果如图2所示。可初步判断2和4号菌落含有构建成功的融合基因表达质粒。$p30$和$CRM197A$基因不含(填“含”或“不含”)BamHⅠ、HindⅢ酶切位点，理由是2和4中只有两个条带(或若含有这两种酶的酶切位点，2和4中条带数应多于两条)。
(4)为进一步确认质粒构建成功，科研人员检测上述菌落后发现某个菌落中同时含有空载质粒和融合基因表达质粒，可能的原因是涂布平板时含有不同质粒的细菌未分开，形成一个菌落(或一个细菌同时吸收了空载质粒和融合基因表达质粒)。
(5)为验证融合蛋白疫苗的效果，科研人员将p30蛋白、p30-CRM197A融合蛋白分别注射到小鼠体内，检测抗体含量，结果如图3所示。据此可以判定融合蛋白疫苗效果更好，依据有(诱发机体)短时间内产生更多抗体(或作用效果快)，长时间维持较高水平抗体(或持续时间长，每点1分，共2分)(2分)。深入研究表明某些抗原呈递细胞表面有CRM197A受体(或特异性受体)，识别、摄取CRM197A的同时也促进了p30的摄取，从而加强了疫苗效果。

答案： 23.(除标注外，每空1分，共12分)
(1)复制原点终止转录
(2)p30(上游)末端序列　耐高温的DNA聚合酶(或TaqDNA 聚合酶)、dNTP(写出一点即可)　维持适宜的pH(或为酶提供适宜的反应条件)
(3)2和4　不含　2和4中只有两个条带(或若含有这两种酶的酶切位点，2和4中条带数应多于两条)
(4)涂布平板时含有不同质粒的细菌未分开，形成一个菌落(或一个细菌同时吸收了空载质粒和融合基因表达质粒)
(5)(诱发机体)短时间内产生更多抗体(或作用效果快)，长时间维持较高水平抗体(或持续时间长，每点1分，共2分)
CRM197A受体(或特异性受体)
重难考点基因工程
[深度解析]
(1)除图1中所示结构(启动子、终止子、标记基因等)外，pET32a质粒上还具有的结构是复制原点，终止子的功能是终止转录过程。
(2)由图1可知,引物F1−F一部分与质粒上游同源序列配对，一部分与p30的部分片段配对，故其设计依据是质粒上游同源序列和ρ30上游序列;PCR反应体系中需要加入的相同物质有缓冲液(含Mg)、无菌水、耐高温的DNA聚合酶、dNTP等，缓冲液的功能是维持适宜的pH(或为酶提供适宜的反应条件)。
(3)由图2可知，酶切后电泳，1、2、3、4菌落都有长度约为5900 个碱基对的DNA片段，说明都含有质粒，只有2号和4号菌落还含有长度约为1100个碱基对的DNA片段,而融合基因含有1100碱基对，故可判断2号和4号菌落含有构建成功的融合基因表达质粒;因为2和4中只有两个条带，分别是融合基因和质粒DNA,故可判断p30和CRM197A基因中不含BamHI、HindIIII酶切位点，否则会出现多于2个的条带。
(4)检测到某个菌落中同时含有空载质粒和融合基因表达质粒，可能的原因是涂布平板时含有不同质粒的细菌未分开，形成一个菌落(或一个细菌同时吸收了空载质粒和融合基因表达质粒)。
(5)由图3可知,相比注射p30蛋白的小鼠，注射p30−CRM197A融合蛋白的小鼠体内短时间内产生了更多抗体，并且能长时间维持较高抗体水平。某些抗原呈递细胞表面有CRM197A受体，可以在识别、摄取CRM197A的同时促进p30的摄取，从而加强了融合蛋白疫苗效果。