【題目】CRISPR/Cas9系統(tǒng)是由Cas9蛋白(一種核酸酶)和sgRNA(向?qū)?/span>RNA)構(gòu)成的RNA-蛋白復(fù)合體,可利用sgRNA識(shí)別并結(jié)合特定DNA序列,引導(dǎo)Cas9蛋白對(duì)目的基因進(jìn)行編輯(如圖所示)。RuBisCo是參與光合作用的關(guān)鍵酶,研究人員擬利用CRISPR/Cas9技術(shù)對(duì)大豆細(xì)胞RuBisCo基因進(jìn)行定點(diǎn)編輯,以達(dá)到提高CO2利用率的目的,回答下列問(wèn)題:


1)利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因編輯時(shí),Cas9蛋白可催化_______________(化學(xué)鍵名稱)水解,剪切特定DNA片段,因此Cas9蛋白的這一功能與_______________酶相似。

2)用于編輯不同基因的CRISPR/Cas9復(fù)合物中sgRNA堿基序列不同,因此首先要確定RuBisCo基因中的待編輯序列,根據(jù)_______________原則設(shè)計(jì)引物,通過(guò)_______________技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的基因序列,作為編碼特定sgRNA的模板。該技術(shù)所需的Taq酶特點(diǎn)是_______________,能使整個(gè)反應(yīng)體系中DNA解鏈、退火、鏈的延伸都能快速進(jìn)行。

3)將擴(kuò)增獲得的DNA片段與_______________基因共同導(dǎo)入到質(zhì)粒載體,構(gòu)建CRISPR/Cas9表達(dá)載體,將構(gòu)建成功的表達(dá)載體通過(guò)_______________方法,導(dǎo)入大豆細(xì)胞。若檢測(cè)到受體細(xì)胞中組成RuBisCo酶的氨基酸_______________發(fā)生了符合預(yù)期的改變,則表明基因編輯成功。

4CRISPR/Cas9系統(tǒng)在定點(diǎn)編輯基因時(shí)仍存在一個(gè)最大的弊端,就是有很大概率會(huì)造成其他一些非目的基因序列的錯(cuò)誤剪接和編輯,請(qǐng)嘗試分析其原因_______________

【答案】磷酸二酯鍵 限制/限制性核酸內(nèi)切 堿基互補(bǔ)配對(duì) PCR 耐高溫 Cas9(蛋白) 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化/農(nóng)桿菌 種類、數(shù)目、排列順序 其他基因序列也可能含有能與SgRNA互補(bǔ)配對(duì)的序列,造成SgRNACas9的錯(cuò)誤結(jié)合并且剪切

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟:

1)目的基因的獲。悍椒ㄓ袕幕蛭膸(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

4)目的基因的檢測(cè)與鑒定:

分子水平上的檢測(cè):

①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù);

②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù);

③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。

個(gè)體水平上的鑒定:抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

1Cas9蛋白能剪切特定DNA片段,這與限制酶的功能相似,可催化DNA中磷酸二酯鍵水解。

2)要確定RuBisCo基因中的待編輯序列,可根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則設(shè)計(jì)引物,通過(guò) PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的基因序列,作為編碼特定sgRNA的模板。該技術(shù)所需的Taq酶能耐高溫,使整個(gè)反應(yīng)體系中DNA解鏈、退火、鏈的延伸都能快速進(jìn)行。

3)要構(gòu)建CRISPR/Cas9表達(dá)載體,需要將擴(kuò)增獲得的DNA片段與Cas9蛋白基因共同導(dǎo)入到質(zhì)粒載體,將表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞通常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。若檢測(cè)到受體細(xì)胞中組成RuBisCo酶的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序發(fā)生了符合預(yù)期的改變,則表明基因編輯成功。

4)因其他基因序列也可能含有能與SgRNA互補(bǔ)配對(duì)的序列,造成SgRNACas9的錯(cuò)誤結(jié)合并且剪切,這會(huì)導(dǎo)致CRISPR/Cas9系統(tǒng)在定點(diǎn)編輯基因時(shí)有很大概率會(huì)造成其他一些非目的基因序列的錯(cuò)誤剪接和編輯。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】下圖是探究酵母菌進(jìn)行呼吸方式類型的裝置,下列敘述錯(cuò)誤的是(

A.若裝置1中的液滴左移,裝置2中的液滴不動(dòng),說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸

B.若裝置1中的液滴不移動(dòng),裝置2中的液滴右移,說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸

C.若裝置1中的液滴左移,裝置2中的液滴右移,說(shuō)明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸

D.若裝置1、2中的液滴均不移動(dòng),說(shuō)明酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸

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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】已知某RNA病毒包膜表面的S蛋白負(fù)責(zé)病毒的吸附、融合和侵入宿主細(xì)胞,也是誘導(dǎo)宿主體液免疫反應(yīng)的抗原。針對(duì)該病毒的S蛋白研制疫苗和抗體的部分流程如下圖。回答下列問(wèn)題:

1)過(guò)程①提取該抗原的RNA并將RNA____形成DNA。要獲得大量的病毒基因可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增,其前提是要有一段已知S蛋白基因的脫氧核苷酸序列,以便____。

2)過(guò)程③中,常利用改造后的腺病毒來(lái)充當(dāng)載體攜帶S蛋白基因,則改造后的腺病毒能作為載體需具備的條件有____(答出兩點(diǎn)即可),拼裝S蛋白基因重組載體所需的工具酶有____。

3)提取的S蛋白可作為疫苗使用,選擇以病毒包膜的S蛋白作為疫苗比開(kāi)發(fā)減毒病毒作為疫苗更安全,主要原因是____。

4)通過(guò)過(guò)程⑦獲得的X稱為____,其產(chǎn)物的主要優(yōu)點(diǎn)有____(答出兩點(diǎn)即可)。

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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】果實(shí)在成熟過(guò)程中,所含的貯藏物進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化,果實(shí)逐漸變甜。圖AI、Ⅱ兩條曲線分別表示果實(shí)成熟過(guò)程中兩種物質(zhì)含量的變化趨勢(shì)。取成熟到第X天和第Y天的等量果肉,分別加等量的蒸餾水制成提取液。然后在ab試管中各加5 mLX天的提取液,在cd試管中各加5 mLY天的提取液,如圖B。

下列對(duì)于該實(shí)驗(yàn)的一些分析,正確的是

A.a、c試管加入碘液后,c試管中藍(lán)色更深

B.曲線Ⅰ表示還原性糖,曲線Ⅱ表示淀粉

C.b、d試管加入斐林試劑,試管d顏色更深

D.在果實(shí)成熟過(guò)程中,淀粉不斷轉(zhuǎn)變成還原性糖

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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】人體下丘腦是體溫調(diào)節(jié)中樞,圖示中A表示在不同體溫時(shí)下丘腦冷敏神經(jīng)元產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)的頻率,B表示熱敏神經(jīng)元相應(yīng)變化,回答下列問(wèn)題:

1)體溫調(diào)節(jié)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是在__________調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的作用下,人體保持產(chǎn)熱和__________相對(duì)平衡的過(guò)程。

2)圖示中A、B實(shí)線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度可理解為正常情況下的體溫值(體溫調(diào)定點(diǎn)),如果體溫低于該值,通過(guò)調(diào)節(jié)使皮膚毛細(xì)血管__________、汗腺分泌減少,以減緩散熱速度,同時(shí)__________等激素(填出一種即可)分泌量增加。

3)病原體侵入人體后引發(fā)的免疫反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一些致熱原。由圖可知,致熱原導(dǎo)致下丘腦__________產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)的頻率減弱、__________產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)的頻率增強(qiáng),使下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞的__________升高,最終導(dǎo)致人體出現(xiàn)“發(fā)熱”現(xiàn)象。

4)據(jù)圖分析,人體“發(fā)熱”前常常主觀上感覺(jué)寒冷的原因是__________。

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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】[生物——選修3:現(xiàn)代生物科技專題]

某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5′末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡(jiǎn)稱為甲),并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。

回答下列問(wèn)題:

(1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是______使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證 ______,也是為了保證______。

(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說(shuō)明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了___________過(guò)程。

(3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的_____移入牛的______中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。

(4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定。在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的______(填mRNA”“RNADNA)作為PCR模板。

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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】某研究人員利用去掉尖端的燕麥幼苗,所做的實(shí)驗(yàn)及結(jié)果如下圖。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明(  )

A.瓊脂能促進(jìn)植物生長(zhǎng)

B.單側(cè)光是引起植物生長(zhǎng)的原因

C.生長(zhǎng)素能促進(jìn)植物生長(zhǎng)

D.幼苗尖端下部是感光部位

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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為有限環(huán)境中某一種群增長(zhǎng)的曲線,下列有關(guān)敘述正確的是

A.K值是環(huán)境條件下允許達(dá)到的種群數(shù)量最大值

B.在K值時(shí),種群的增長(zhǎng)速率最大

C.如果考慮遷入、遷出等其他因素,在K值時(shí)出生率等于死亡率

D.假設(shè)這是魚(yú)的種群,當(dāng)種群達(dá)到K值時(shí)開(kāi)始捕撈,可持續(xù)獲得最高產(chǎn)量

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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:

【題目】下圖表示某豆科植物葉肉細(xì)胞中三磷酸甘油酸的相對(duì)含量在夏季某天24h內(nèi)(有一段時(shí)間烏云遮蔽)的變化趨勢(shì)。下列有關(guān)敘述正確的是

A. 葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用的區(qū)間是BG段所對(duì)應(yīng)的時(shí)間

B. 與F點(diǎn)相比,G點(diǎn)葉綠體中RuBP的含量較低

C. 烏云消失的時(shí)間可能是曲線上D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻

D. 該植物在24小時(shí)內(nèi)有機(jī)物含量一定增加

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同步練習(xí)冊(cè)答案