下图是2019-nCoV病毒又称新冠病毒(+RNA)的结构模式图。生物学家根据RNA能否直接起mRNA作用而分成正链(+)RNA病毒与负链(-)RNA病毒两种。负链RNA病毒(如毒弹状病毒)的RNA不能作为mRNA,须先合成互补链(正链)作为mRNA,再翻译蛋白质分子。回答下列问题:
(1)2019-nCoV病毒合成E蛋白的过程是______________,2019-nCoV病毒与HIV病毒在遗传物质复制过程的不同之处是______________。
(2)S蛋白是2019-nCoV病毒表面主要抗原,要获取大量S蛋白,首先需要利用2019-nCoV病毒获取能产生S蛋白的目的基因。其方法是从培养2019-nCoV病毒的细胞中获取mRNA,构建__________文库,从中获取目的基因,然后加上_____________构建完整的基因表达载体。
(3)与新冠肺炎康复者捐献的血浆中的抗体相比,抗S蛋白的单克隆抗体的优点是______________,其制备的过程中,第二次筛选的目的是______________。
(4)在对新冠疑似患者的检测中,有时会出现假阴性现象,除了核酸检测这种方法外,在分子水平上还可以利用______________方法进行检测。
(5)新冠肺炎重症患者病情恶化的主要原因之一是,病毒感染过度激活人体免疫系统,导致肺部出现炎性组织损伤。在修复这些患者的肺损伤方面,干细胞被寄予厚望。因此干细胞治疗成为一种可能,人的ES细胞在培养液中加入______________,就可诱导分化成不同类型的细胞,达到治疗目的。
(1). 在宿主细胞(人体细胞)内以病毒自身RNA为模板指导合成的 (2). 2019-nCoV病毒的遗传物质能够在宿主细胞直接转录,即完成自我复制,而HIV病毒的RNA需要在宿主细胞内完成逆转录过程,然后再转录出自身的RNA (3). cDNA (4). 运载体质粒 (5). 特异性强、灵敏度高,可以大量制备 (6). 筛选出能产生特异性抗体(抗S蛋白抗体)的杂交瘤细胞 (7). 抗原--抗体杂交方法 (8). 分化诱导因子
【解析】
1.哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为体积小、细胞核大、核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
2.分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术
3.病毒是非细胞生物,专性寄生在活细胞内。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体;根据遗传物质来分,分为DNA病毒和RNA病毒;病毒由核酸和蛋白质组成。
【详解】(1)2019-nCoV病毒合成E蛋白的过程是在宿主细胞(人体细胞)内以病毒自身RNA为模板指导合成的,2019-nCoV病毒的遗传物质能够在宿主细胞直接转录,即完成自我复制,而HIV病毒的RNA需要在宿主细胞内完成逆转录过程,然后再转录出自身的RNA。
(2)S蛋白是2019-nCoV病毒表面主要抗原,为了获取大量S蛋白,首先需要获得能产生S蛋白的目的基因。具体方法是从培养2019-nCoV病毒的细胞中获取mRNA,通过逆转录的方法构建cDNA文库,从中获取目的基因,然后加上运载体质粒构建完整的基因表达载体。
(3)单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高,可以大量制备,抗S蛋白的单克隆抗体也具有上述优点,其制备的过程中,有两次筛选过程,第一次要筛选出杂交瘤细胞,第二次要筛选出能产生特异性抗体(抗S蛋白抗体)的杂交瘤细胞。
(4)在对新冠疑似患者的检测中,有时会出现假阴性现象,为此,人们又在分子水平上利用抗原--抗体杂交方法进行检测,即用抗病毒抗原的相应抗体进行检测,从而保证诊断的准确性。
(5)由于ES细胞具有发育的全能性,因此在人的ES细胞在培养液中加入分化诱导因子,就可诱导分化成不同类型的细胞,达到治疗目的。
【点睛】熟知病毒的特性以及病毒检测的方法是解答本题的关键,能用已有的知识解答有关社会热点中的生物学问题是必备的能力
知识点拨:
识别抗原和特异性识别抗原的细胞
1、识别抗原的细胞:吞噬细胞.B细胞、T细胞、记忆细胞、效应T细胞。
2、特异性识别抗原的细胞:吞噬细胞只能识别自己与非己成分,因而没有特异性的识别能力,除吞噬细胞以外①中其余的细胞都有特异性的识别能力。
3、抗体与抗原结合后的反应
①抑制病原体的繁殖,或揶制病原体对人体细胞的黏附。
②多数情况下,抗原、抗体形成沉淀或细胞集团进而被吞噬细胞吞噬消化。
4、体液免疫和细胞免疫的关系
体液免疫 | 细胞免疫 | |
作用对象 | 抗原 | 靶细胞 |
作用方式 | 浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合 | ①效应T细胞和靶细胞密切接触②T细胞释放淋巴因子,促进免疫作用 |
联系 | ①在病毒感染中,往往先通过体液免疫阻止病原体通过血液循环而散布;再通过细胞免疫予以彻底消灭②细胞免疫作用使靶细胞裂解、死亡,抗原暴露,与抗体结合而被消灭③二者相互配合,共同发挥免疫效应 |
细胞名称 | 来源 | 功能 |
吞噬细胞 | 造血干细胞 | 处理、呈递抗原,吞噬抗体一抗原结合体 |
B细胞 | 造血干细胞(骨髓中成熟) | 识别抗原,分化成为浆细胞(效应B细胞)、记忆细胞 |
T细胞 | 造血干细胞(胸腺中成熟) | 识别抗原,分泌淋巴因子,分化为效应T细胞、记忆细胞 |
浆细胞(效应B细胞) | B细胞或记忆B细胞 | 分泌抗体 |
效应T细胞 | T细胞或记忆T细胞 | 与靶细胞结合发挥免疫效应 |
记忆细胞 | B细胞或T细胞 | 识别抗原,分化成相应的效应细胞 |
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