Question

【題目】近期，以武漢地區(qū)為中心爆發(fā)了新型冠狀病毒（2019-nCoV）病例，該病毒是具外套膜的正鏈單股RNA病毒。目前，對于該病毒的檢測手段主要為利用熒光PCR試劑盒對其核酸進(jìn)行檢測。其原理是，通過提取病人樣本中的RNA，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-PCR，即先通過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，然后以其為模板進(jìn)行PCR），通過擴(kuò)增反應(yīng)將樣本中微量的病毒信息加以放大，最后以熒光的方式讀取信號。如果PCR之后信號為陽性，那么就可說樣本中存在著病毒（已經(jīng)感染），反之則說明沒有感染。

（1）PCR擴(kuò)增時在加入一對引物的同時還需加入一個特異性的熒光探針，其兩端分別標(biāo)記一個報告基團(tuán)和一個淬滅基團(tuán)。如上圖所示，探針完整時，報告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號被淬滅基團(tuán)吸收；Taq酶在催化子鏈延伸時，還具有外切酶活性，它可以沿著____________（填“5＇→3＇”或“3＇→5＇”）方向?qū)⑻结樏盖薪到�，使報告基團(tuán)和淬滅基團(tuán)分離。于是，隨著DNA擴(kuò)增次數(shù)的增加，熒光的強(qiáng)度會逐漸____________（填“增大”或“減小”），從而實(shí)現(xiàn)了熒光信號的變化與PCR產(chǎn)物的形成完全同步。

（2）目前2019-nCoV的全基因組序列測定已完成，這有利于我們在研發(fā)病毒核酸檢測試劑盒時根據(jù)其基因組序列來設(shè)計___________。

（3）此外，對新型冠狀病毒感染的診斷還可以通過抗體檢測，這需要利用動物細(xì)胞工程中的__________技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)為______________。

（4）為了預(yù)防、控制該病的發(fā)生、流行，科學(xué)人員正在緊急研發(fā)相應(yīng)的疫苗，其中利用滅活的病毒制備的疫苗稱為滅活疫苗，這里的“滅活”是指利用物理或化學(xué)手段使病毒失去_________，但是并不破壞病原體的_________。此外，還可以利用___________技術(shù)來表達(dá)抗原蛋白，以大規(guī)模生產(chǎn)疫苗。

Answer 1

【答案】5＇→3＇ 增大 引物和（熒光）探針 生產(chǎn)單克隆抗體 特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備 感染能力 抗原結(jié)構(gòu) 基因工程

【解析】

1、PCR技術(shù)：概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)。原理：DNA復(fù)制。前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一對引物。條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶。過程：①變性：DNA解旋過程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動斷裂）；②復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③延伸：合成子鏈。

2、單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)在于它的特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備。

3、滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒和細(xì)菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。

（1）由圖分析可知，Taq酶可以沿著5＇→3＇方向?qū)⑻结樏盖薪到�，使報告基團(tuán)和淬滅基團(tuán)分離，且每擴(kuò)增一次，就有一個報告基因生成，因此隨DNA擴(kuò)增次數(shù)的增加，熒光的強(qiáng)度會逐漸增大。

（2）引物和（熒光）探針均需要與母鏈的一段堿基序列發(fā)生互補(bǔ)配對，因此必需已知母鏈的基因組序列，才能合成引物或（熒光）探針。

（3）通過抗體檢測是否感染新型冠狀病毒，需要利用動物細(xì)胞工程的方法制備單克隆抗體，利用抗原—抗體雜交技術(shù)，若出現(xiàn)雜交帶，則說明已經(jīng)被感染。單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)在于它的特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備。

（4）滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒和細(xì)菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。此外，還可以利用基因工程將編碼外源性抗原的基因，導(dǎo)入人和動物體內(nèi)，讓其在宿主細(xì)胞中表達(dá)抗原蛋白，以大規(guī)模生產(chǎn)疫苗。