Question

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

材料一：由于疫情發(fā)展迅速，新冠病毒核酸檢測可以快速有效的對病人及疑似患者的診斷提供直接證據(jù)。新冠病毒核酸檢測采用熒光定量PCR儀，通過檢測熒光信號的累積（以Ct值表示）來確定樣本中是否有病毒核酸。新冠病毒的遺傳物質為RNA，科學家先將病毒RNA逆轉錄，再將得到的cDNA進行擴增得到了大量DNA片段。

（1）過程①中，需要使用________酶。

（2）過程③中，需要設計________種引物，且設計時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胞樣本提取核酸進行上述過程，若經(jīng)逆轉錄獲得了1 個cDNA，則在過程③中經(jīng)10次循環(huán)后，得到的DNA數(shù)量為________個。每一個擴增出來的DNA序列，都可與預先加入的一段熒光標記探針結合，產生熒光信號，擴增出來的靶基因越多，觀察到的Ct值就越________。

材料二：應對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）。針對新冠病毒的疫苗可以通過模仿這些刺突蛋白，從而觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)的響應。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，應選擇________作為目的基因，以便用于后續(xù)操作。過程②表示構建________，其組成除了目的基因外，還必須有________。過程③需要用________處理細胞。

Answer 1

【答案】逆轉錄酶 2 堿基互補配對 大 基因S 基因表達載體 標記基因、啟動子、終止子 CaCI2（Ca2+）

【解析】

分析材料一圖：圖為新型冠狀病毒檢測的具體操作過程，①為mRNA逆轉錄形成cDNA的過程，②為單鏈DNA復制合成雙鏈DNA過程，③為利用PCR擴增DNA過程。

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：通過基因工程原理獲得的具有免疫活性的病原體特異性結構蛋白；疫苗Ⅲ：核酸疫苗，又稱基因疫苗。

（1）根據(jù)圖示過程，過程①中由mRNA合成cDNA為逆轉錄過程，因此需要使用逆轉錄酶。

（2）過程③為利用PCR擴增DNA過程，該過程需要設計2種引物，且設計引物時要避免引物之間形成堿基互補配對，否則會造成引物自連。

（3）根據(jù)DNA復制特點，若經(jīng)逆轉錄獲得了1 個cDNA，則在過程③中經(jīng)10次循環(huán)后，得到的DNA數(shù)量為個；由于PCR過程每一個擴增出來的DNA序列，都可與預先加入的一段熒光標記探針結合，產生熒光信號，因此，擴增出來的靶基因越多，熒光就越強，觀察到的Ct值就越大。

（4）根據(jù)題中信息，針對新冠病毒的疫苗可以通過模仿刺突蛋白，從而觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)的響應，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)圖示過程②表示構建基因表達載體，其組成除了目的基因外，還必須有標記基因、啟動子和終止子。過程③為轉化過程，根據(jù)受體細胞為大腸桿菌，所以需要用Ca2+處理細胞，使其成為感受態(tài)細胞。