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          學習以下材料,回答(1)~(5)題。
                                                           CRISPR/Cas基因編輯技術的脫靶檢測
          1987年,科學家發現大腸桿菌基因組DNA中有一些重復結構:一段29個堿基的序列反復出現了多次,兩兩之間都被32個堿基形成的看似無規律的間隔序列隔開,這種重復結構被命名為CRISPR(圖1)。進一步研究發現,多種細菌均有CRISPR結構,且很多間隔序列與侵染細菌的一些噬菌體基因組序列一致。CRISPR的間隔序列轉錄形成的RNA(sgRNA)在細胞內與Cas9酶結合成復合體,一旦在細胞中發現能與sgRNA配對的DNA分子,Cas9酶就會對該DNA分子進行切割,破壞其功能(圖2)。

          科學家基于此,構建了對DNA序列進行定點切割的CRISPR/Cas9基因編輯技術。將編碼Cas9酶和sgRNA的基因作為目的基因,構建基因表達載體后導入受體細胞,可對細胞內某個基因定點切割,引發被切割部位的隨機突變??蒲腥藛T在CRISPR/Cas9編輯系統基礎上開發了CBE單堿基編輯系統,將Cas9酶替換成CBE融合蛋白,能將靶位點的胞嘧啶C脫氨基成尿嘧啶U,進而通過DNA復制實現堿基對替換。
          基因編輯可能造成非目標序列的堿基改變,稱為脫靶。我國科研工作者建立了一種脫靶檢測技術,在小鼠受精卵分裂到2細胞時期,編輯其中1個,胚胎繼續發育到14.5天時,利用細胞分選技術選出被編輯過和未被編輯過的細胞,再進行DNA提取和全基因組測序,比較兩組差異(圖3)。脫靶檢測發現CRISPR/Cas9編輯系統脫靶率較低,而CBE系統脫靶率較高,必須加以改進才能應用于遺傳病的臨床治療。

          (1)列表比較限制性內切核酸酶和CRISPR/Cas9復合體作用的異同點
          限制酶 CRISPR/Cas9
          不同點 識別、切割DNA的特定核苷酸序列 根據sgRNA識別與之配對的DNA分子后進行切割,且能引發突變
          相同點 均能切割DNA
          限制酶 CRISPR/Cas9
          不同點 識別、切割DNA的特定核苷酸序列 根據sgRNA識別與之配對的DNA分子后進行切割,且能引發突變
          相同點 均能切割DNA

          (2)大腸桿菌不同菌株CRISPR區域中的間隔序列是不同的,導致這種差異最可能的原因是
          不同菌株的祖先種感染的噬菌體有差異
          不同菌株的祖先種感染的噬菌體有差異

          (3)CBE編輯系統將靶位點胞嘧啶脫氨基后,細胞復制
          2
          2
          次后,子代DNA中靶位點堿基對由C-G徹底替換成
          T-A
          T-A
          ,實現單堿基編輯。
          (4)小鼠受精卵可以從雌鼠輸卵管中采集或通過
          體外受精
          體外受精
          技術獲得。向2細胞期胚胎中的1個細胞進行顯微注射時,因不需長期在受體細胞中穩定存在和表達,可以以RNA形式注入的有
          ①②③
          ①②③
          (填序號)。
          ①Cas9 mRNA
          ②CBE mRNA
          ③sgRNA
          ④標記基因RNA
          (5)脫靶檢測過程中標記基因的作用是
          分選被編輯細胞與未編輯細胞的后代
          分選被編輯細胞與未編輯細胞的后代
          。與用同一品系小鼠不同受精卵進行脫靶檢測相比,上述脫靶檢測技術更加精準,原因是
          來自同一受精卵的基因相同,實驗組和對照組結果差異是基因編輯工具不同造成的
          來自同一受精卵的基因相同,實驗組和對照組結果差異是基因編輯工具不同造成的
          。

          【答案】
          限制酶 CRISPR/Cas9
          不同點 識別、切割DNA的特定核苷酸序列 根據sgRNA識別與之配對的DNA分子后進行切割,且能引發突變
          相同點 均能切割DNA
          ;不同菌株的祖先種感染的噬菌體有差異;2;T-A;體外受精;①②③;分選被編輯細胞與未編輯細胞的后代;來自同一受精卵的基因相同,實驗組和對照組結果差異是基因編輯工具不同造成的
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:23引用:1難度:0.6
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            (1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括
             
             

            (2)生物體細胞內的DNA復制開始時,解開DNA雙鏈的酶是
             
            。在體外利用PCR技術擴增目的基因時,使反應體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是
             
            。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的
             

            (3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶,常見的有
             
             
            ,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是
             
            。當幾丁質酶基因和質粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學鍵是
             

            (4)提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是
             
            。
            (5)若獲得的轉基因植株(幾丁質酶基因已經整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據中心法則分析,其可能的原因是
             
            。

            發布:2025/1/5 8:0:1組卷:2引用:2難度:0.6
          • 3.下列有關基因工程的敘述,正確的是( ?。?/h2>

            發布:2024/12/31 5:0:5組卷:3引用:2難度:0.7
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