组卷网 > 高中生物综合库 > 生物技术与工程 > 基因工程 > 基因工程的基本操作程序 > 基因表达载体的构建
题型:非选择题-解答题 难度:0.15 引用次数:1253 题号:12246539
阅读以下材料,回答(1)(5)。
基因魔剪:CRISPR/Cas系统
要揭示生命的运作原理,常需要对基因进行编辑。在过去,这一步异常艰难。但随着CRISPR/Cas技术的出现,科学家已能在极短时间内就更改生命密码。
CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。在gRNA引导下,Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断。随后细胞通过自身的DNA损伤修复机制,将断裂上下游两端的序列连接起来,但通常会在断裂处造成少量核苷酸的插入或缺失。当DNA双链断裂后,如果细胞中有DNA修复模板(由需要插入的目的基因和靶序列上下游的同源序列组成),断裂部分可依据修复模板进行精确修复,从而将目的基因描入到指定位点。
通过在Cas9基因中引入突变,获得了只有切割一条链活性的nCas9。将nCas9与胞嘧啶脱氨酶或腺嘌呤脱氨酶融合,科学家开发出了单碱基编辑技术(图2),能够对靶位点进行精准的碱基编辑,最终可以分别实现C→T(G→A)或A→G(T→C)的碱基替换。

对CRISPR/Cas系统的不断改造,使其在基因编辑外,还可用于激活或抑制基因的转录等。虽然目前CRISPR/Cas技术还存在一些不足,如脱靶问题等,但作为一种革命性的技术,其应用前景广阔。
(1)利用CRISPR/Cas9技术进行基因编辑,需构建含gRNA基因和Cas基因的___________,并导入受体细胞。gRNA依据___________原则与靶序列特异性结合,引导Cas9蛋白进行切割。
(2)有些遗传病是由于基因中一个碱基对的改变引起的,如果要修正此基因突变,图示的三种途径中,哪种更为合适?__________请判断并说明理由__________
(3)如果要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从基因组序列中删除,设计gRNA的思路是___________
(4)将CRISPR/Cas9技术用于抑制基因转录时(不改变基因结构),需对CRISPR/Cas9系统进行改造和设计,请写出基本思路__________。。
(5)将CRISPR/Cas技术应用于人类基因的编辑时,特别要注意___________方面的问题。
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(1)流感病毒囊膜主要由_____________组成,囊膜上血凝素的合成场所在_____________
(2)本实验用信号肽Ⅱ-2SS代替HA自身信号肽有利于_____________,PCR扩增目的基因时应该选择图中引物_____________
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(2)PCR扩增。对提取获得的两组总DNA分别进行PCR 扩增。为避免外源DNA等因素的污染,微量离心管、枪头和蒸馏水等在 PCR 前需进行____处理。可以通过在紫外灯下直接观察电泳结果中DNA条带的____及粗细程度来评价扩增是否成功。
(3)结果鉴定。分别用EcoRI、Hind Ⅲ、BamHI三种限制酶处理突变体总DNA 扩增产物,处理后进行电泳,并与野生型 DNA 和 Ti质粒对照。电泳后的 DNA 与含放射性同位素标记的 DNA 探针(T-DNA的一条单链) 进行杂交,得到突变体总 DNA 不同酶切处理后的放射性检测结果如图1所示。

①不同酶切结果的杂交带位置不同的原因是:不同酶切后含____的片段长度不同,因此各组 DNA片段在凝胶中电泳时的____不同,最终导致分布于不同位置。
②若杂交结果显示突变体在不同限制酶处理时均出现杂交带,野生型组____(填“有”或“无”) 杂交带, Ti质粒组____(填“有”或“无”) 杂交带,则表明T-DNA 成功插入水稻染色体基因组中,且可判断突变体为T-DNA____位点插入,依据是____ 。(注:T-DNA 上没有 EcoRI、HindⅢ、BamHI三种限制酶的酶切位点)。
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T-DNA序列引物序列
5ˊ-AACTATGCGC…….CGTAGCCTAT-3ˊ①5ˊ-GCGCATAGTT-3ˊ
3ˊ-TTGATACGCG…….GCATCGGATA-5ˊ②5ˊ-CGTAGCCTAT-3ˊ

(5)研究发现,该突变体产量明显低于野生型,据此推测 B基因可____(填“促进”或“抑制”) 水稻穗粒的形成,可控制高产性状。
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