Question

2019年底，新型冠状病毒肺炎（COVID-19）爆发，其病原体与2003年引起SARS爆发的冠状病毒相似，世界病毒学会将其定名为SARS-COV-2。目前已有累计超过450万人被确诊，死亡人数超过30万人，这一数字仍在快速增长。目前核酸检测依然是患者临床确诊和康复出院的重要依据。请回答：

（1）下图表示SARS-CoV-2病毒检测的部分流程。科学家以病毒的RNA为模板通过①_______过程合成cDNA，再对cDNA进行PCR扩增，这项技术称为RT-PCR。

（2）进行RT-PCR需要加入的酶是__________________，要从cDNA中扩增出新冠病毒特有的基因序列ORF1ab和核壳蛋白基因N关键在于要加入__________、dNTP及所需的酶一起构成反应体系。

（3）RT-PCR加入Taqman荧光探针可以通过测定荧光强度来检测产物浓度，原理如下：Taqman荧光探针为一段与_____________互补的核苷酸单链，两端分别连接一个荧光基团R和一个淬灭基团Q。探针结构完整时，R发射的荧光被Q吸收；而PCR扩增时结合在模板链上的探针被切断，使R和Q分离，R基团发射的荧光不被淬灭，这样通过对荧光信号强弱的监测就可实现对产物的检测。一个DNA经PCR技术扩增n次，需要消耗引物_________个。

（4）一次核酸检测历时需16小时，为快速检测可采用抗原-抗体杂交技术，这一技术的关键是要生产出能与新冠病毒结合的特异性抗体．请写出生产这种抗体的思路：____________________________________________________________。

Answer

逆转录（或：反转录） 逆转录酶和Taq酶 引物 目的基因 2n+1-2 ①向小鼠体内注射新冠病毒的抗原蛋白，②提取免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，③将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养、或注射到小鼠腹腔内增殖，从培养液或小鼠腹水中提取大量的单克隆抗体

【解析】

本题以新型冠状病毒为依托，考查病毒检测等知识，学生需灵活运用所学知识解决实际问题。

（1）以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录，故题图中以病毒的RNA为模板合成cDNA的过程为逆转录。

（2）RT-PCR是扩增DNA的过程，因为加入的模板是RNA ，故需要加入的酶是逆转录酶和Taq酶。要从cDNA中扩增出新冠病毒特有的基因序列ORF1ab和核壳蛋白基因N关键在于要加入(ORF1ab和核壳蛋自基因N)的特异性引物、dNTP及所需的酶一起构成反应体系，从而实现了相关基因的扩增。

（3）RT-PCR加入Taqman荧光探针可以通过测定荧光强度来检测产物浓度，原理如下：Taqman荧光探针为一段与目的基因互补的核苷酸单链，两端分别连接一个荧光基团R和一个淬灭基团Q。探针结构完整时,R发射的荧光被Q吸收；而PCR扩增时结合在模板链上的探针被切断使R和Q分离，R基团发射的荧光不被淬灭，这样通过对荧光信号强弱的监测就可实现对产物的检测。PCR体外扩增DNA时，每条链都需要一个引物，所以循环n次，产生2的n次方个DNA，去除原来的模板，即（2的n次方减1）乘2条链，即需要消耗2n+1-2个引物。

（4）若采用抗原抗体杂交技术进行病毒检测，需要制备能与新冠病毒结合的特异性抗体，单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高且能够大量制备的优势，故设计的思路是设法获得能产生该特异性抗体的杂交瘤细胞，步骤如下：①向小鼠体内注射新冠病毒的抗原蛋白(或灭活的新冠病毒)，目的是要获得能能产生特异性抗体的效应B细胞；②提取免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞；③将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从培养液或小鼠腹水中可以提取大量的单克隆抗体。