选修2-生物技术与工程-凝胶电泳PCR技术题型一

研究者通过生物技术改造腺病毒成为溶瘤腺病毒，并分析其治疗急性髓系白血病（AML）的潜力。

（1）人体多种组织细胞的表面含有肿瘤坏死因子诱导凋亡蛋白（T蛋白），可特异性_____肿瘤细胞表面的死亡受体DR4，启动肿瘤细胞凋亡基因的__________，从而诱导其凋亡。

（2）Z蛋白可连接于腺病毒表面，研究者利用PCR技术将Z基因与T基因连接成融合基因。

将扩增得到Z基因与T基因置于PCR反应体系中高温变性后，含m、n的DNA单链互补配对作为复制的______，在___________催化作用下合成融合基因。将融合基因导入大肠杆菌，获得融合蛋白。

（3）将融合蛋白与腺病毒（A3）共孵育，得到表面T蛋白含量依次增多的两类腺病毒：A4、zA4。用病毒感染正常细胞和取自AML患者的肿瘤细胞，得到如图1、图2所示结果。图1结果说明_________________。图2结果表明表面连接T蛋白可增强腺病毒对AML患者的肿瘤细胞杀伤力，图中的对照组是_________________。

（4）进一步研究发现，某些AML患者的肿瘤细胞对T蛋白修饰的溶瘤腺病毒不敏感。人参皂甙（Rh2）是人参的主要活性成分，可诱导肿瘤细胞某些基因表达，是有潜力的抗肿瘤药物。研究者通过实验证实了Rh2能增强T蛋白诱导肿瘤细胞凋亡的敏感性。请分析肿瘤细胞对T蛋白修饰的腺病毒不敏感的原因以及Rh2可能的作用机理__________________。

（5）请评价改造后的溶瘤腺病毒在肿瘤治疗上的优势是_______________________。

【答案与详解】：

 （1）  （识别并）结合     表达     （2）模板和引物     TaqDNA聚合酶    （3） 腺病毒表面的T蛋白越多，病毒结合肿瘤细胞的能力越大，但三种病毒均几乎不结合正常细胞     不用腺病毒处理的AML患者的肿瘤细胞     （4）细胞表达的死亡受体DR4较少，使T蛋白无法诱导其凋亡； Rh2通过提高肿瘤细胞表面死亡受体的表达量来提高其对T蛋白的敏感性     （5）具有较强的肿瘤靶向能力和效果明显肿瘤细胞杀伤能力，还可以联合使用Rh2提高对不敏感肿瘤的杀伤力

【解析】

【分析】

1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。

2、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。

【详解】

（1）肿瘤细胞表面的死亡受体DR4可以与凋亡蛋白（T蛋白）进行特异性的识别并结合，启动凋亡基因的表达，从而诱导肿瘤细胞凋亡；

（2）PCR反应体系中需要引物和模板之间的碱基互补配对，含m、n的DNA单链互补配对就作为PCR反应体系的模板和引物，PCR反应体系用到的是耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）；

（3）图1结果显示，与A3对照，A4、zA4的T蛋白含量越多，与肿瘤细胞的结合能力越强，但是与正常细胞的结合能力无明显变化。所以图1结果说明腺病毒表面的T蛋白越多，病毒结合肿瘤细胞的能力越大，但三种病毒均几乎不结合正常细胞。图2结果表明表面连接T蛋白可增强腺病毒对AML患者的肿瘤细胞杀伤力，为了使实验结果更可靠需要设置对照组，对照组是不用腺病毒处理的AML患者的肿瘤细胞；

（4）若肿瘤细胞对T蛋白修饰的腺病毒不敏感其可能是细胞表达的死亡受体DR4较少，使T蛋白无法诱导其凋亡；人参皂甙（Rh2）作用机理可能是Rh2通过提高肿瘤细胞表面死亡受体的表达量来提高其对T蛋白的敏感性来导肿瘤细胞某些基因表达；

（5）根据实验结果显示，溶瘤腺病毒能够特异性的结合肿瘤细胞，但是对正常细胞的结合能力较低，所以改造后的溶瘤腺病毒在肿瘤治疗上的优势是具有较强的肿瘤靶向能力和效果明显肿瘤细胞杀伤能力，还可以联合使用Rh2提高对不敏感肿瘤的杀伤力。

【点睛】

本题考查细胞凋亡、基因表达和基因工程的相关知识的相关知识，学生识记细胞凋亡的概念、作用及意义、理解基因表达的过程等是解答本题的关键。