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22.(13分)2020年8月,由我国军科院军事医学研究院陈薇院士团队及康希诺生物联合申报的腺病毒载体新冠疫苗被授予专利权,是我国首个新冠疫苗专利。全面接种新冠疫苗,建立免疫屏障,可有效防止新冠病毒大规模传染。(1)新冠病毒是一种RNA病毒,通过其表面的S蛋白与宿主细胞膜表面的ACE2受体结合而完成感染。研制疫苗时,通过RT-PCR(反转录一聚合酶链式反应)获取S蛋白基因所需要的酶是。据图1分析,选择的引物是,其作用是引物IS蛋白基因引物Ⅱ引物Ⅲ引物W(2)PCR的产物一般通过电泳来鉴定,结果如图2所示。1号泳道为标准(Marker),2号泳道为阳性对照(提纯的S蛋白基因片段),3号泳道为实验组。标准(Marker)的实质为,3号泳道的杂带出现的原因一般有(至少答出两点)。(3)腺病毒是一种DNA病毒,基因组中的E1区蛋白与腺病毒的复制有关而且对宿主细胞的毒性很强。科研中将去除E1基因构建的复制缺陷型腺病毒作为运载S蛋白基因的载体,经过改造后的腺病毒应该具备的特点有(至少答出两点)。试说明科研中选用复制缺陷型腺病毒做载体制备新冠疫苗的原因:【答案】(13分,除标注外,每空2分)(I)逆转录酶、TagDNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ使Tag DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸(2)不同已知长度的DNA片段混合物(1分)模板受到污染;引物的特异性不强;退火温度偏低(3)能够侵染宿主细胞;具有多个限制酶切位点;不能复制避免人体因重组腺病毒增殖而感染,进而提高疫苗的安全性【解析】(1)通过RT-PCR(反转录一聚合酶链式反应)获取S蛋白基因,该技术需要脱氧核苷酸、逆转录酶、TagDNA聚合酶及引物。由于DNA子链从5'端向3'端延伸,据图1分析,选择的引物是Ⅱ、Ⅲ,引物可以使TagDNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。(2)标准(Marker)的实质为不同已知长度的DNA片段混合物,若实验的模板受到污染、引物的特异性不强、退火温度偏低,则3号泳道会出现杂带。(3)经过改造后的腺病毒应该具备能够侵染宿主细胞、具有多个限制酶切位,点、不能复制等特点。疫苗制备中选取复制缺陷型腺病毒作为载体可以防止病毒在人体内进行增殖,进而提高疫苗的安全性。
4.CRISPR/Cas9基因编辑技术是利用Cas9蛋白-sgRNA复合体对双链DNADNA靶序列的特定序列进行识别并切割,从而达到基因定点敲除、插入、替换的目的。其Cas934中sgRNA的引导序列负责对DNA上的靶序列进行定位,再由被激活的3wmmmCs9蛋白对靶序列进行切割(如图所示)。下列相关叙述错误的是LA.sgRNA的引导序列可在DNA聚合酶的催化下合成引导序列B.Cas9蛋白-SgRNA复合体的功能类似于限制酶C.sgRNA引导序列对DNA靶序列进行定位,利用了碱基互补配对原理D.该技术能实现对基因的定向改造,可用于某些疾病的基因治疗【答案】A【解析】sgRNA的引导序列可在RNA聚合酶的催化下合成;分析可知,Cs9蛋白-sgRNA复合体的功能类似于限制酶,可断开DNA上的磷酸二酯键;据图分析,sgRNA的引导序列通过与DNA靶序列间的碱基互补配对进行定位;CRISPR/Cas9基因编辑技术是利用Cas9蛋白-sgRNA复合体对双链DNA的特定序列进行识别并切割,从而达到基因定点敲除、插入、替换的目的,所以该技术能实现对基因的定向改造,可用于某些疾病的基因治疗。