Question

【題目】新型冠狀病毒肺炎是由一種新型冠狀病毒（2019-nCoV，簡(jiǎn)稱新冠病毒）引起的。根據(jù)相關(guān)材料回答下列問(wèn)題：

材料一：由于疫情發(fā)展迅速，新冠病毒核酸檢測(cè)可以快速有效的對(duì)病人及疑似患者的診斷提供直接證據(jù)。新冠病毒核酸檢測(cè)采用熒光定量PCR儀，通過(guò)檢測(cè)熒光信號(hào)的累積（以Ct值表示）來(lái)確定樣本中是否有病毒核酸。新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，科學(xué)家先將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄，再將得到的cDNA進(jìn)行擴(kuò)增得到了大量DNA片段。

（1）過(guò)程①中，需要使用________酶。

（2）過(guò)程③中，需要設(shè)計(jì)________種引物，且設(shè)計(jì)時(shí)要避免引物之間形成________，而造成引物自連。

（3）采集新冠肺炎疑似患者的咽部細(xì)胞樣本提取核酸進(jìn)行上述過(guò)程，若經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得了1 個(gè)cDNA，則在過(guò)程③中經(jīng)10次循環(huán)后，得到的DNA數(shù)量為________個(gè)。每一個(gè)擴(kuò)增出來(lái)的DNA序列，都可與預(yù)先加入的一段熒光標(biāo)記探針結(jié)合，產(chǎn)生熒光信號(hào)，擴(kuò)增出來(lái)的靶基因越多，觀察到的Ct值就越________。

材料二：應(yīng)對(duì)不斷蔓延的新冠肺炎，目前最好的方式仍然是接種疫苗。新冠病毒表面布滿像皇冠一樣的刺突蛋白（由S基因控制合成）。針對(duì)新冠病毒的疫苗可以通過(guò)模仿這些刺突蛋白，從而觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)的響應(yīng)。下圖表示疫苗的三種制作原理。

（4）如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗，應(yīng)選擇________作為目的基因，以便用于后續(xù)操作。過(guò)程②表示構(gòu)建________，其組成除了目的基因外，還必須有________。過(guò)程③需要用________處理細(xì)胞。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶 2 堿基互補(bǔ)配對(duì) 大 基因S 基因表達(dá)載體 標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子 CaCI2（Ca2+）

【解析】

分析材料一圖：圖為新型冠狀病毒檢測(cè)的具體操作過(guò)程，①為mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)程，②為單鏈DNA復(fù)制合成雙鏈DNA過(guò)程，③為利用PCR擴(kuò)增DNA過(guò)程。

材料二圖示為疫苗的三種制作原理，三種疫苗分別為：疫苗Ⅰ：滅活（減毒）疫苗，疫苗Ⅱ：通過(guò)基因工程原理獲得的具有免疫活性的病原體特異性結(jié)構(gòu)蛋白；疫苗Ⅲ：核酸疫苗，又稱基因疫苗。

（1）根據(jù)圖示過(guò)程，過(guò)程①中由mRNA合成cDNA為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，因此需要使用逆轉(zhuǎn)錄酶。

（2）過(guò)程③為利用PCR擴(kuò)增DNA過(guò)程，該過(guò)程需要設(shè)計(jì)2種引物，且設(shè)計(jì)引物時(shí)要避免引物之間形成堿基互補(bǔ)配對(duì)，否則會(huì)造成引物自連。

（3）根據(jù)DNA復(fù)制特點(diǎn)，若經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得了1 個(gè)cDNA，則在過(guò)程③中經(jīng)10次循環(huán)后，得到的DNA數(shù)量為個(gè)；由于PCR過(guò)程每一個(gè)擴(kuò)增出來(lái)的DNA序列，都可與預(yù)先加入的一段熒光標(biāo)記探針結(jié)合，產(chǎn)生熒光信號(hào)，因此，擴(kuò)增出來(lái)的靶基因越多，熒光就越強(qiáng)，觀察到的Ct值就越大。

（4）根據(jù)題中信息，針對(duì)新冠病毒的疫苗可以通過(guò)模仿刺突蛋白，從而觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)的響應(yīng)，而這些刺突蛋白是由S基因控制合成的，所以，如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗，應(yīng)選擇S基因作為目的基因，以便于后續(xù)操作。根據(jù)圖示過(guò)程②表示構(gòu)建基因表達(dá)載體，其組成除了目的基因外，還必須有標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子。過(guò)程③為轉(zhuǎn)化過(guò)程，根據(jù)受體細(xì)胞為大腸桿菌，所以需要用Ca2+處理細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。