题目
基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧亚、医药卫生和食品工业等方面，展示出广阔的前景。图1是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图，请结合相关知识回答下列问题：≤ ① ② 5 Z ????-|||-b链-|||-? 日的基因 5°-|||-a链-|||-RNA cDNA Nco I ③ B ④ 受体细胞m-|||-m n-|||-A-|||-n-|||-Whe I-|||-图1-|||-吸水垫 质控线 检测线 结合垫 样品孔-|||-C T-|||-图2（1）转基因生物反应器是指利用基因工程技术手段将外源基因转化到受体中进行高效表达，从而获得具有重要应用价值的表达产物的生命系统，包括转基因动物、转基因植物和转基因微生物。①若利用图示流程构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体 ____ 细胞中获取总RNA，通过反转录获得cDNA，再PCR后获得抗利尿激素基因。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，需要消耗 ____ 个引物。构建的表达载体导入的受体细胞是 ____ 。膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易，不会对动物造成伤害。此外膀胱生物反应器还具有的显著优势在于不受转基因动物的 ____ （答2点即可）的限制，而且从尿中提取蛋白质比在乳汗中提取简便、高效。②若图中的受体细胞是大肠杆菌，通常用Ca2+处理大肠杆菌，其目的是使大肠杆菌处于感受态，有利于 ____ 。理论上制备能分泌抗利尿激素的“工程菌株”时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞，从细胞结构与功能的角度分析，原因是 ____ 。（2）全球新冠疫情形势依然非常严峻，新冠病毒疫苗的研制和新冠病毒的快速检测的研究均已有所突破。①目前新冠疫苗有灭活疫苗、基因疫苗、蛋白疫苗等。利用图示流程制备新冠病毒S蛋白疫苗。图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子，箭头处是限制酶的切点（NcoⅠ：5′-C↓CATGG-3′；NheI：5′-G↓GATCC-3′），根据S蛋白的RNA制备的目的基因S无法与载体A连接，需要在S基因两侧加接末端，若b链处加接末端5′-GATC，则在a链处加接末端5′- ____ 。由图推测，目的基因S转录的模板链是 ____ （填“a链”或“b链”）。②2022年3月11日，国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案（试行）》，增加抗原检测作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法，其原理如图2。结合势处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体1，T处固定有抗体2，抗体1和抗体2与新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点发生特异性结合，呈红色。C处固定有抗体1的抗体，与抗体1结合也呈红色。检测过程中反复进行了抗原—抗体的特异性结合，若检测结果为阳性，则过程中此特异性结合共发生 ____ 次。若待测样本中不含新冠病毒，显色结果为 ____ ，结果为阴性。③利用单克隆抗体制备技术制备试剂盒中的抗体1。先给小：鼠注射纯化的N抗原蛋白，一段时间后，从小鼠的 ____ （免疫器官）中获取已免疫的B淋巴细胞，将获得的细胞与骨髓瘤细胞融合，再经过选择培养基筛选、 ____ ，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞，再经体外培养或注射到小鼠腹腔内培养，最终获得抗N抗原蛋白的单克隆抗体。
基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧亚、医药卫生和食品工业等方面，展示出广阔的前景。图1是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图，请结合相关知识回答下列问题：
（1）转基因生物反应器是指利用基因工程技术手段将外源基因转化到受体中进行高效表达，从而获得具有重要应用价值的表达产物的生命系统，包括转基因动物、转基因植物和转基因微生物。
①若利用图示流程构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体 ____ 细胞中获取总RNA，通过反转录获得cDNA，再PCR后获得抗利尿激素基因。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，需要消耗 ____ 个引物。构建的表达载体导入的受体细胞是 ____ 。膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易，不会对动物造成伤害。此外膀胱生物反应器还具有的显著优势在于不受转基因动物的 ____ （答2点即可）的限制，而且从尿中提取蛋白质比在乳汗中提取简便、高效。
②若图中的受体细胞是大肠杆菌，通常用Ca2+处理大肠杆菌，其目的是使大肠杆菌处于感受态，有利于 ____ 。理论上制备能分泌抗利尿激素的“工程菌株”时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞，从细胞结构与功能的角度分析，原因是 ____ 。
（2）全球新冠疫情形势依然非常严峻，新冠病毒疫苗的研制和新冠病毒的快速检测的研究均已有所突破。
①目前新冠疫苗有灭活疫苗、基因疫苗、蛋白疫苗等。利用图示流程制备新冠病毒S蛋白疫苗。图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子，箭头处是限制酶的切点（NcoⅠ：5′-C↓CATGG-3′；NheI：5′-G↓GATCC-3′），根据S蛋白的RNA制备的目的基因S无法与载体A连接，需要在S基因两侧加接末端，若b链处加接末端5′-GATC，则在a链处加接末端5′- ____ 。由图推测，目的基因S转录的模板链是 ____ （填“a链”或“b链”）。
②2022年3月11日，国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案（试行）》，增加抗原检测作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法，其原理如图2。结合势处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体1，T处固定有抗体2，抗体1和抗体2与新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点发生特异性结合，呈红色。C处固定有抗体1的抗体，与抗体1结合也呈红色。检测过程中反复进行了抗原—抗体的特异性结合，若检测结果为阳性，则过程中此特异性结合共发生 ____ 次。若待测样本中不含新冠病毒，显色结果为 ____ ，结果为阴性。
③利用单克隆抗体制备技术制备试剂盒中的抗体1。先给小：鼠注射纯化的N抗原蛋白，一段时间后，从小鼠的 ____ （免疫器官）中获取已免疫的B淋巴细胞，将获得的细胞与骨髓瘤细胞融合，再经过选择培养基筛选、 ____ ，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞，再经体外培养或注射到小鼠腹腔内培养，最终获得抗N抗原蛋白的单克隆抗体。
（1）转基因生物反应器是指利用基因工程技术手段将外源基因转化到受体中进行高效表达，从而获得具有重要应用价值的表达产物的生命系统，包括转基因动物、转基因植物和转基因微生物。
①若利用图示流程构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体 ____ 细胞中获取总RNA，通过反转录获得cDNA，再PCR后获得抗利尿激素基因。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，需要消耗 ____ 个引物。构建的表达载体导入的受体细胞是 ____ 。膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易，不会对动物造成伤害。此外膀胱生物反应器还具有的显著优势在于不受转基因动物的 ____ （答2点即可）的限制，而且从尿中提取蛋白质比在乳汗中提取简便、高效。
②若图中的受体细胞是大肠杆菌，通常用Ca2+处理大肠杆菌，其目的是使大肠杆菌处于感受态，有利于 ____ 。理论上制备能分泌抗利尿激素的“工程菌株”时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞，从细胞结构与功能的角度分析，原因是 ____ 。
（2）全球新冠疫情形势依然非常严峻，新冠病毒疫苗的研制和新冠病毒的快速检测的研究均已有所突破。
①目前新冠疫苗有灭活疫苗、基因疫苗、蛋白疫苗等。利用图示流程制备新冠病毒S蛋白疫苗。图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子，箭头处是限制酶的切点（NcoⅠ：5′-C↓CATGG-3′；NheI：5′-G↓GATCC-3′），根据S蛋白的RNA制备的目的基因S无法与载体A连接，需要在S基因两侧加接末端，若b链处加接末端5′-GATC，则在a链处加接末端5′- ____ 。由图推测，目的基因S转录的模板链是 ____ （填“a链”或“b链”）。
②2022年3月11日，国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案（试行）》，增加抗原检测作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法，其原理如图2。结合势处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体1，T处固定有抗体2，抗体1和抗体2与新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点发生特异性结合，呈红色。C处固定有抗体1的抗体，与抗体1结合也呈红色。检测过程中反复进行了抗原—抗体的特异性结合，若检测结果为阳性，则过程中此特异性结合共发生 ____ 次。若待测样本中不含新冠病毒，显色结果为 ____ ，结果为阴性。
③利用单克隆抗体制备技术制备试剂盒中的抗体1。先给小：鼠注射纯化的N抗原蛋白，一段时间后，从小鼠的 ____ （免疫器官）中获取已免疫的B淋巴细胞，将获得的细胞与骨髓瘤细胞融合，再经过选择培养基筛选、 ____ ，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞，再经体外培养或注射到小鼠腹腔内培养，最终获得抗N抗原蛋白的单克隆抗体。
题目解答
答案
解：（1）①要批量生产人抗利尿激素，人的抗利尿激素基因在下丘脑中表达，所以需要从下丘脑细胞中获取总RNA，经过逆转录形成cDNA；一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，共产生2n-1DNA分子，所以共有2n条链，其中2n-1条链是新合成的，需要引物，所以需要2n-1个引物。实验目的是要获得小鼠乳腺生物反应器，所以需要将基因表达载体导入动物细胞的受精卵中；与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物，不受动物的性别和年龄的限制。
②用Ca2+处理大肠杆菌，其目的是使大肠杆菌处于感受态，有利于吸收周围环境中DNA分子；大肠杆菌是原核生物，没有细胞器，而酵母菌是真核生物，具有内质网、高尔基体，可对蛋白质加工并分泌到细胞外，便于提取，所以制备能分泌抗利尿激素的“工程菌株”时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞。
（2）①根据题干信息，质粒用了NcoⅠ和NheⅠ进行切割，分别产生了5′-CATG-3'和5′-GATC-3'的黏性末端，所以需要在S基因b链处加接末端5′-GATC和a链处加接末端5′-CATG的黏性末端，使其能够互补配对；b链处加接末端5′-GATC，所以和质粒的NheⅠ切割处相连，a链和质粒上限制酶酶切位点NcoⅠ相连，转录方向为m→n，且转录只能从模板链的为3'端开始，因此b链是模板链。
②若检测结果为阳性，则这种结合有3次，第一次是与结合垫上的抗体1结合，第二次与T处垫上固定有抗体2结合，第三次是与C处垫上固定有抗体1的抗体结合。若待测样本中不含新冠病毒，则不会与结合垫上的抗体1结合，也不会和T处抗体2结合，但由于抗体1是可移动的，所以游离的抗体1移动至C处，C处固定有抗体1的抗体，与抗体1结合也呈红色，因此C处将变红，所以如果只有C处出现红色，则结果为阴性。
③在制备抗体1的过程中，将从免疫（注射一种纯化的抗原蛋白）小鼠的脾脏中获取的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，将获得的细胞与骨髓瘤细胞融合，再经过选择培养基筛选、克隆化培养和专一抗体检测，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
故答案为：
（1）下丘脑 2n-1 受精卵 性别、年龄 吸收周围环境中DNA分子 酵母菌是真核生物，具有内质网、高尔基体，可对蛋白质加工并分泌到细胞外，便于提取
（2）CATG b链 3 只有C处出现红色 脾脏 克隆化培养和专一抗体检测
②用Ca2+处理大肠杆菌，其目的是使大肠杆菌处于感受态，有利于吸收周围环境中DNA分子；大肠杆菌是原核生物，没有细胞器，而酵母菌是真核生物，具有内质网、高尔基体，可对蛋白质加工并分泌到细胞外，便于提取，所以制备能分泌抗利尿激素的“工程菌株”时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞。
（2）①根据题干信息，质粒用了NcoⅠ和NheⅠ进行切割，分别产生了5′-CATG-3'和5′-GATC-3'的黏性末端，所以需要在S基因b链处加接末端5′-GATC和a链处加接末端5′-CATG的黏性末端，使其能够互补配对；b链处加接末端5′-GATC，所以和质粒的NheⅠ切割处相连，a链和质粒上限制酶酶切位点NcoⅠ相连，转录方向为m→n，且转录只能从模板链的为3'端开始，因此b链是模板链。
②若检测结果为阳性，则这种结合有3次，第一次是与结合垫上的抗体1结合，第二次与T处垫上固定有抗体2结合，第三次是与C处垫上固定有抗体1的抗体结合。若待测样本中不含新冠病毒，则不会与结合垫上的抗体1结合，也不会和T处抗体2结合，但由于抗体1是可移动的，所以游离的抗体1移动至C处，C处固定有抗体1的抗体，与抗体1结合也呈红色，因此C处将变红，所以如果只有C处出现红色，则结果为阴性。
③在制备抗体1的过程中，将从免疫（注射一种纯化的抗原蛋白）小鼠的脾脏中获取的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，将获得的细胞与骨髓瘤细胞融合，再经过选择培养基筛选、克隆化培养和专一抗体检测，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
故答案为：
（1）下丘脑 2n-1 受精卵 性别、年龄 吸收周围环境中DNA分子 酵母菌是真核生物，具有内质网、高尔基体，可对蛋白质加工并分泌到细胞外，便于提取
（2）CATG b链 3 只有C处出现红色 脾脏 克隆化培养和专一抗体检测