金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在于动植物中具有金属结合能力的蛋白质,决定该蛋白质合成的基因结构如图1所示,其中A链为编码链、B链为模板链。科研人员利用图2所示质粒构建枣树的MT基因重组DNA分子并导入大肠杆菌细胞,获得对重金属镉(Cd)具有吸附能力和耐受能力的MT工程菌。
(1)目的基因的筛选与获取提取枣树细胞的___ ,经逆转录获得 cDNA:为了使PCR扩增后的产物按照正确的方向与已被酶切的载体连接,克隆MT基因时应选择的引物组合是_____ ,并在其_____ (填“5'”或“3'”)末端分别添加限制酶___ 的识别序列。
(2)基因表达载体的构建启动子是___ 识别并结合的部位;基因工程中构建用于原核生物的表达载体时,常用的启动子不包括以下哪一项___ 。
A.噬菌体基因启动子
B.乳酸菌基因启动子
C.大肠杆菌基因启动子
D.枣树MT基因启动子
(3)导入、筛选和鉴定MT工程菌①将得到的混合物导入到用___ 处理的大肠杆菌。
②将菌液稀释并涂布在含X-gal和氨苄青霉素的培养基上进行培养后,随机挑取____ 的单菌落可获得MT工程菌。
③欲进一步对MT工程菌进行鉴定,可将挑取出的MT工程菌与___ 分别接种至含___ 的LB液体培养基中,置于恒温培养箱中培养,适宜时间后检测菌种数量。
(4)扩大菌种将MT工程菌接种至发酵罐内进行扩增,培养过程中可定期取样并使用___ 对菌体进行直接计数,以评估增殖情况。发酵结束后,采用___ (答出1项即可)等方法获得所需的发酵产品。
(1)目的基因的筛选与获取提取枣树细胞的
(2)基因表达载体的构建启动子是
A.噬菌体基因启动子
B.乳酸菌基因启动子
C.大肠杆菌基因启动子
D.枣树MT基因启动子
(3)导入、筛选和鉴定MT工程菌①将得到的混合物导入到用
②将菌液稀释并涂布在含X-gal和氨苄青霉素的培养基上进行培养后,随机挑取
③欲进一步对MT工程菌进行鉴定,可将挑取出的MT工程菌与
(4)扩大菌种将MT工程菌接种至发酵罐内进行扩增,培养过程中可定期取样并使用
更新时间:2023-05-01 20:11:48
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【推荐1】多不饱和脂肪酸(PUFAs)是人体必需脂肪酸,为解决猪肉中PUFAs含量不足的问题,研究者从线虫中获得控制PUFAs合成的必需酶基因fat1。培育转fat1基因猪,操作过程如图所示。图中GFP基因表达出绿色荧光蛋白。据图回答下列问题:_____ (至少答两点)等。
(2)从图中可知,在构建基因表达载体时,为克服目的基因自身环化(即线性DNA的末端相互连接,变圆环),以及便于目的基因与载体的连接,切割含目的基因的DNA和载体的限制酶应选用_____ 。
(3)构建的基因表达载体中,GFP基因的作用是_____ 。
(4)猪成纤维细胞在培养瓶中培养时,除必须保证环境是无菌、无毒外,还必须定期_____ ,以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成的伤害。培养到一定程度后,需要分瓶再继续培养,分瓶后的培养过程称为_____ ,操作时首先用_____ 等处理成细胞悬液。
(5)经检测,fat1基因成功整合在猪基因组DNA后,若想获得该转基因动物,需经过胚胎移植过程,该过程需对受体进行_____ 处理,移植胚胎后需要对受体进行是否_____ 的检查。
(2)从图中可知,在构建基因表达载体时,为克服目的基因自身环化(即线性DNA的末端相互连接,变圆环),以及便于目的基因与载体的连接,切割含目的基因的DNA和载体的限制酶应选用
(3)构建的基因表达载体中,GFP基因的作用是
(4)猪成纤维细胞在培养瓶中培养时,除必须保证环境是无菌、无毒外,还必须定期
(5)经检测,fat1基因成功整合在猪基因组DNA后,若想获得该转基因动物,需经过胚胎移植过程,该过程需对受体进行
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【推荐2】PCR技术是一项可在体外短时间内复制大量DNA片段的技术。图1表示PCR技术过程和原理,回答下列问题:
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/20/2640024357396480/2642524665143296/STEM/42e05129-e28b-444e-9a4c-cb9a6cf50eb9.png?resizew=282)
(1)①过程若发生在细胞内,称为___________ ,其作用是___________________________________ 。
(2)通常情况下②过程中的两个引物核苷酸序列___________ (填“相同”或“不相同”)。
(3)③过程需要____________ 酶,该酶和动植物体内具有同样作用的酶的最大区别是____________ 。
(4)PCR技术和凝胶电泳技术结合,可以用于特定DNA分子的鉴定,从而可用于刑侦破案。从某案件相关人员血液中提取的DNA电泳结果如图2所示。
①DNA凝胶电泳的一般原理是核酸磷酸基团带__________ 电荷,在电场中可向阳极移动,不同DNA分子的___________________ 大小不同,在电场中迁移率不同。图2结果显示被告人___________ (填“是”或“不是”)杀人犯。
②PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利,而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒,可以取少量血液加入PCR反应体系,其中的__________ (填字母)可作为模板扩增出目的DNA。
A.白细胞DNA B.病毒蛋白质 C.血浆抗体 D.病毒核酸
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(1)①过程若发生在细胞内,称为
(2)通常情况下②过程中的两个引物核苷酸序列
(3)③过程需要
(4)PCR技术和凝胶电泳技术结合,可以用于特定DNA分子的鉴定,从而可用于刑侦破案。从某案件相关人员血液中提取的DNA电泳结果如图2所示。
①DNA凝胶电泳的一般原理是核酸磷酸基团带
②PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利,而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒,可以取少量血液加入PCR反应体系,其中的
A.白细胞DNA B.病毒蛋白质 C.血浆抗体 D.病毒核酸
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【推荐3】近日,我国首个自主研发的抗新冠病毒抗体特效药正式问世,该药物的研制过程中用到了单克隆抗体制备技术。请回答下列相关问题:
(1)单克隆抗体制备过程中需要将B淋巴细胞和___________ 细胞融合形成杂交瘤细胞。该过程用到动物细胞融合技术,诱导动物细胞融合的常用方法有___________ (答出两种方法即可)。
(2)为了获得杂交瘤细胞,科学家需要用特定的选择培养基进行筛选,在这种培养基上,__________ 细胞会死亡。杂交瘤细胞需要进一步筛选以便获得能分泌特异性抗体的细胞,此筛选依据的基本原理是__________ 。
(3)能产生特异性抗体的杂交瘤细胞若需要扩增,可采用的方法有__________ 和__________ 。
(4)在检测患者是否治愈时,可用RT-PCR法(一种病毒核酸检测方法)。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA,再通过PCR技术扩增相应的DNA片段,该方法中用到的酶有___________ 。PCR反应一轮循环共包括__________ 三个步骤。
(1)单克隆抗体制备过程中需要将B淋巴细胞和
(2)为了获得杂交瘤细胞,科学家需要用特定的选择培养基进行筛选,在这种培养基上,
(3)能产生特异性抗体的杂交瘤细胞若需要扩增,可采用的方法有
(4)在检测患者是否治愈时,可用RT-PCR法(一种病毒核酸检测方法)。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA,再通过PCR技术扩增相应的DNA片段,该方法中用到的酶有
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【推荐1】嗜热土壤芽孢杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(Bg1B酶)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下实验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达Bg1B酶
(1)PCR扩增Bg1B基因时,选用________ 的基因组DNA作模板,除此之外,在PCR体系中还需加入________ 。
(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。Bg1B基因不含图中限制酶的识别序列。为使PCR扩增的Bg1B基因重组进该质粒,扩增的Bg1B基因两端需分别引入________ 和________ 不同限制酶的识别序列。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/17/592a569a-9fa2-4436-ae10-63333b0ca083.png?resizew=286)
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为________________ 。
Ⅱ.温度对Bg1B酶活性的影响
(4)图1、2可知,80℃保温30分钟后,Bg1B酶会________ ;为高效利用Bg1B酶降解纤维素,反应温度最好控制在________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/17/c8736fff-ac46-48ce-a15e-ed2b540d7359.png?resizew=334)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/17/ea0d75de-7b1d-4cd3-8a66-d5632917a59e.png?resizew=329)
A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高Bg1B酶的热稳定性在PCR扩增bg1B基因的过程中,加入诱变剂可提高Bg1B基因的突变率。经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的Bg1B酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的Bg1B酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中________。
Ⅰ.利用大肠杆菌表达Bg1B酶
(1)PCR扩增Bg1B基因时,选用
(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。Bg1B基因不含图中限制酶的识别序列。为使PCR扩增的Bg1B基因重组进该质粒,扩增的Bg1B基因两端需分别引入
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(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为
Ⅱ.温度对Bg1B酶活性的影响
(4)图1、2可知,80℃保温30分钟后,Bg1B酶会
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A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高Bg1B酶的热稳定性在PCR扩增bg1B基因的过程中,加入诱变剂可提高Bg1B基因的突变率。经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的Bg1B酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的Bg1B酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中________。
A.仅针对Bg1B基因进行诱变 | B.Bg1B基因产生了定向突变 |
C.Bg1B基因可快速累积突变 | D.Bg1B基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变 |
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【推荐2】基因编辑(gene editing)技术是一项对基因组进行定点修饰的新技术。CRISPR/Cas9基因编辑技术被《Nature Methods》评为在过去十年中对生物学研究影响最深的十大技术之一、它类似于WORD文字编辑,可以精确地定位到目标基因组的某一位点上,可以修复一些突变的基因,或者敲除、插入目的基因。请回答下列与基因编辑技术有关的问题:
(1)中国科学家首次利用CRISPR/Cas9基因编辑方法,敲除了体外受精的猴胚胎中的生物节律核心基因——BMAL1,产生了一批BMAL1基因缺失的猕猴。其中敲除BMAL1基因,类似于_____ 酶的作用,该类酶处理DNA分子后,所产生的DNA片段的末端通常有两种形式,即_____ ,并通过_____ 酶连接起来。BMAL1基因缺失的猕猴在培育过程中使用了_____ (答出2个)等生物技术。
(2)基因编辑技术引起的变异是否可以遗传?_____ (填“是”或“否”)。
(3)将经过修饰的基因组导入斑马鱼、细菌的常用技术方法分别是_____ 法、钙离子处理法等;其中细菌常被选作受体细胞的原因是_____ 。
(1)中国科学家首次利用CRISPR/Cas9基因编辑方法,敲除了体外受精的猴胚胎中的生物节律核心基因——BMAL1,产生了一批BMAL1基因缺失的猕猴。其中敲除BMAL1基因,类似于
(2)基因编辑技术引起的变异是否可以遗传?
(3)将经过修饰的基因组导入斑马鱼、细菌的常用技术方法分别是
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【推荐3】匙叶草是一种泌盐植物。科研工作者将匙叶草液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(TaNHX2基因)转移到棉花细胞内,获得了转基因耐盐棉花新品种。图1是获取的含有目的基因的DNA片段,Sau3AI、EcoRI、BamHI为三种限制酶,图中箭头所指为三种限制酶的切点;图2是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图;图3是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。请分析回答问题:
(1)获取目的基因的方法有多种,除人工合成目的基因外,常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR是一项根据___________ 的原理,对目的基因进行大量复制的技术。
(2)切割图1所示DNA片段的最佳方案是选用酶___________ ,切割图3所示质粒的方案是选用酶___________ 。
(3)一个基因表达载体的组成,除目的基因、标记基因外,还必须有启动子和终止子等,启动子的作用是___________ 。
(4)TaNHX2基因转移到棉花细胞内,是否赋予棉花耐盐特性,需要进行个体生物学水平的鉴定,具体做法是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/23/6a8c81c8-595f-4b0e-9eb0-1cb5890f5e1f.png?resizew=487)
(1)获取目的基因的方法有多种,除人工合成目的基因外,常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR是一项根据
(2)切割图1所示DNA片段的最佳方案是选用酶
(3)一个基因表达载体的组成,除目的基因、标记基因外,还必须有启动子和终止子等,启动子的作用是
(4)TaNHX2基因转移到棉花细胞内,是否赋予棉花耐盐特性,需要进行个体生物学水平的鉴定,具体做法是
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【推荐1】发酵工程生产产品的流程如图所示。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/18/951cde01-e142-4ca3-9474-f157cbaccfc0.png?resizew=222)
(1)性状优良的菌种可以从____________ 中获取,随着技术的发展,也可以通过____________ 或____________ 等途径获得。
(2)如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用____________ 等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的____________ 措施来获得产品。
(3)青霉菌在一定条件下可产生青霉素,青霉素具有杀菌的作用,有同学认为利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中不必担心杂菌的污染,你是否认同这样的观点?____________ 。为什么?____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/18/951cde01-e142-4ca3-9474-f157cbaccfc0.png?resizew=222)
(1)性状优良的菌种可以从
(2)如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用
(3)青霉菌在一定条件下可产生青霉素,青霉素具有杀菌的作用,有同学认为利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中不必担心杂菌的污染,你是否认同这样的观点?
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解题方法
【推荐2】如图所示是发酵工程生产产品的流程图,据图回答下列问题:_____ 育种获得的,啤酒酵母菌是通过_____ 改造的。
(2)图中①表示_____ ,这样做的目的是_____ 。
(3)③表示_____ ,是整个过程的中心环节,在此阶段需随时取样、检测_____ 、_____ 等,以了解发酵进程,还要及时添加_____ ,同时严格控制_____ 等发酵条件。
(4)④表示_____ ,发酵结束后可采用_____ 等方法获得产品。
(2)图中①表示
(3)③表示
(4)④表示
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解题方法
【推荐3】发酵工程在医药上的应用非常广泛,其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。青霉素发酵是高耗氧过程,而血红蛋白具有很强的携带O2的能力,将其引入青霉菌,可以大大提高青霉素产能。血红蛋白不仅存在于红细胞内,某些细菌(如透明颤菌)细胞中也存在。研究人员为了获得高产青霉素的菌株,设计了如图甲所示的方案。请回答下列问题:
(1)图甲中紫外线处理可使野生型菌株中出现营养缺陷菌株,从变异的角度分析,这种变异可能属于___ 。
(2)图甲步骤③往培养基中添加的某种物质是___ 。得到的平板中菌落较___ (填“大”或“小”)的菌株即为甲硫氨酸营养缺陷型菌株。
(3)实验室通常使用溶菌酶处理透明颤菌获得原生质体B,原因是___ 。
(4)图甲步骤⑦常用物理法和化学法,物理法包括___ (列举一种即可),化学法包括___ (列举一种即可)。
(5)简述图甲步骤⑧从融合细胞中筛选目的菌株的基本思路:___ 。
(6)现代工业化生产青霉素的发酵工程流程图如图乙所示:___ 性。接种之前的过程①、②都属于___ ,目的是缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程;并及时添加必需的营养物质组分;还要严格控制___ (答出两点即可)等发酵条件,以获得所需的发酵产物。
(1)图甲中紫外线处理可使野生型菌株中出现营养缺陷菌株,从变异的角度分析,这种变异可能属于
(2)图甲步骤③往培养基中添加的某种物质是
(3)实验室通常使用溶菌酶处理透明颤菌获得原生质体B,原因是
(4)图甲步骤⑦常用物理法和化学法,物理法包括
(5)简述图甲步骤⑧从融合细胞中筛选目的菌株的基本思路:
(6)现代工业化生产青霉素的发酵工程流程图如图乙所示:
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【推荐1】1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,摘取了人工合成蛋白质的桂冠。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段,利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素;BCA法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因,导入工程菌获得胰岛素。这两种方法使用同一种质粒作为载体。回答下列问题。___ 。___ (填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”)法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(2)图中是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可添加限制酶___ 的识别序列。通过上述方法获得人的胰岛素基因后,需要通过PCR技术进行扩增,已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-,则其中一种引物设计的序列是5′-___ -3′。
(3)β一半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。据此简述筛选工程菌的过程___ 。
(2)图中是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可添加限制酶
(3)β一半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。据此简述筛选工程菌的过程
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解题方法
【推荐2】动物器官移植到人体内(异种移植)或是解决全球器官紧缺的办法之一。研究团队对猪肾内皮细胞进行基因编辑、改造后,得到了3种工程细胞和可提供异种移植肾源的供体猪。具体流程及部分测量数据如图示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/16/8ba283f9-c373-453f-beca-a6d48484de84.png?resizew=606)
(1)研究证实供体猪的3个聚糖抗原基因(3KO)会引致人类、猴等受体的组织不相容。若以未经改造的猪肾作为异体肾源进行器官移植,受体动物的_____ 细胞和抗体都有可能对供体器官产生特异性攻击效应,导致出现_____ 现象。利用CRISPR-Cas9编辑技术敲除肾内皮细胞的3KO,该技术需人工设计一种“向导”RNA,其部分序列与3KO遵循_____ 原则结合,并引导Cas9蛋白断裂DNA双链,从而敲除3KO。
(2)研究表明7个人类基因(7TG)可增加不同物种之间的兼容性。获取7TG的方法有_____ (答出一种即可)。
(3)为验证敲除3KO、插入7TG对异体细胞的保护作用,研究者将三组细胞与受体猴血清共孵育,置于CO2培养箱中培养,CO2的主要作用是_______________ 。测量裂解细胞数如图示。据此得出结论:__________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/16/7d972368-a7cf-42f5-98d3-63f258b6baa3.png?resizew=322)
(4)供体猪器官常携带多种病毒,其中部分病毒潜在人畜传播风险。例如已有实验证明PERV(猪内源性逆转录病毒)可以整合到体外培养的人类细胞基因组中。试分析若给人进行异种移植,PERV的基因可能通过供体猪器官整合到人类基因组的途径_______________ 。因此,为确保安全,对已构建好的3KO.7TG.细胞需要进行灭活PERV处理,且在临床试行前须在动物模型中测试。
(5)从3KO.7TG.RI.细胞通过④过程构建供体猪所利用的现代生物学技术有_________ (至少答出一种)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/16/8ba283f9-c373-453f-beca-a6d48484de84.png?resizew=606)
(1)研究证实供体猪的3个聚糖抗原基因(3KO)会引致人类、猴等受体的组织不相容。若以未经改造的猪肾作为异体肾源进行器官移植,受体动物的
(2)研究表明7个人类基因(7TG)可增加不同物种之间的兼容性。获取7TG的方法有
(3)为验证敲除3KO、插入7TG对异体细胞的保护作用,研究者将三组细胞与受体猴血清共孵育,置于CO2培养箱中培养,CO2的主要作用是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/16/7d972368-a7cf-42f5-98d3-63f258b6baa3.png?resizew=322)
(4)供体猪器官常携带多种病毒,其中部分病毒潜在人畜传播风险。例如已有实验证明PERV(猪内源性逆转录病毒)可以整合到体外培养的人类细胞基因组中。试分析若给人进行异种移植,PERV的基因可能通过供体猪器官整合到人类基因组的途径
(5)从3KO.7TG.RI.细胞通过④过程构建供体猪所利用的现代生物学技术有
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【推荐3】新冠病毒有多重抗原决定簇,可以刺激机体产生多种抗体。有些非中和抗体结合新冠病毒后反而有利于病毒进入巨噬细胞内。单克隆抗体可有效预防病毒感染,且不依赖于患者基础免疫状态,是一种极具潜力的新冠肺炎预防手段。回答下列问题:
(1)核酸检测是新冠病毒常见的一种检测技术,该技术的原理是__________ 。
(2)新冠病毒刚流行时,医生通常用新冠治愈者的血清治疗病人,但后来不提倡捐献血浆治疗病人,可能的原因是___________ 。
(3)新冠病毒的S蛋白具有很强的抗原性,若已知S蛋白的氨基酸序列,可采用__________ 方法获得S蛋白基因。
(4)制备单克隆抗体的过程中,涉及的动物细胞工程技术有___________ ;在扩大培养之前,有两次筛选,其中第二次筛选的目的是__________ 。
(5)有人说若感染过新冠病毒就会终身免疫,你的观点是__________ ,理由是__________ (写出一种即可)。
(1)核酸检测是新冠病毒常见的一种检测技术,该技术的原理是
(2)新冠病毒刚流行时,医生通常用新冠治愈者的血清治疗病人,但后来不提倡捐献血浆治疗病人,可能的原因是
(3)新冠病毒的S蛋白具有很强的抗原性,若已知S蛋白的氨基酸序列,可采用
(4)制备单克隆抗体的过程中,涉及的动物细胞工程技术有
(5)有人说若感染过新冠病毒就会终身免疫,你的观点是
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