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解析
| 共计 2 道试题
1 . CRISPR/Cas9基因编辑技术、转基因技术等新技术被用于水稻等作物改良。sgRNA和Cas9蛋白是CRISPR/Cas9系统的核心,sgRNA是根据靶基因设计合成的向导RNA,引导Cas9蛋白对靶基因进行剪切,实现对靶基因定点编辑。
(1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于自然界的细菌细胞内,推测其作用是____________。CRISPR/Cas9系统中的sgRNA可与目标DNA结合,依据的原理是______________。CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”,sgRNA的识别序列越短,脱靶率越高,请分析原因_____________________
(2)杂交水稻的培育常用到雄性不育系。水稻是两性花,其雄性育性受基因控制,但高温会导致花粉败育。科研人员发现两株温敏型雄性不育突变株M和N,其雄性不育的起点温度分别为25℃、21℃。考虑到大田中环境温度会有波动,制备水稻杂交种子时,选用植株N作母本进行杂交更合适,理由是______________
(3)为培育不受温度影响的雄性不育株,科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,将纯合野生稻(2N)甲中的冷敏型基因g改造为耐冷型基因G,筛选得到纯合耐冷突变体乙。同时利用转基因技术将抗虫基因(H)转入不抗虫野生稻中,外源抗虫基因可插入到不同的染色体上,培育得到纯合抗虫水稻丙和丁。科研人员进行如表所示实验。

实验

亲本

F1表型

F2表型及数量

A

甲×乙

耐冷型

耐冷型280,冷敏型200

B

丙×丁

全抗虫

抗虫1502,不抗虫99

①据实验A的F2中耐冷型植株与冷敏型植株的数量比,有人提出假设:F1产生的雌配子育性正常,但带有G基因的花粉成活率很低(假设其花粉成活率保持不变)。请设计杂交实验方案,检验上述假设,并写出支持该假设的实验结果_________________
②实验B的F2出现该性状比的原因是_________________________
2 . 研究证实,人低氧诱导因子(HF-1a)表达水平与肝癌的发生发展具有密切关系,HIF-1a在肝癌细胞中的表达水平明显高于正常肝细胞的。CRISPR/CcS9基因编辑技术是通过人工设计的sgRNA(向导RNA)来识别目的基因组序列,并引导Cas9蛋白酶进行有效切割目的DNA双链。形成双链断裂,而在细胞自我修复过程中通常会发生碱基插入或缺失的错配现象等,最终干扰基因组DNA的表达。使用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除HIF-la基因可以为肝癌治疗提供新途径。回答下列问题:
(1)由题意可知,Cas9蛋白酶很可能作用于DNA的__________部位造成了双链断裂,其作用效果类似于基因工程中的__________酶。
(2)科研人员构建了靶向HIF-1a基因的CRISPR/Cas9重组质粒,并用重组质粒通过__________法对肝癌细胞进行转染,利用其敲除肝癌细胞中的HIF-1a基因。在分子水平上可通过__________技术检测HIF-1a基因是否敲除成功,来确定CRISPR/Cas9基因是否在目的细胞中发挥作用。
(3)为检测Cas9蛋白酶对HIF-1a基因的敲除效果,取基因敲除的肝癌细胞和等量的普通肝癌细胞,然后用生理盐水配制的HIF-la表达诱导剂(CoCl2)诱导相关细胞并检测HIF-1a蛋白的表达,检测结果如下表所示,已知甲、乙、丙、丁均为HIF-la蛋白的表达量。分析下表并回答下列问题:
普通肝癌细胞基因敲除的肝癌细胞
加入HIF-1a表达诱导剂
__________
表格中的处理方式为__________。若Cas9蛋白酶对HIF-la基因进行了完全敲除,则甲、乙之间的大小关系为__________(用“”“<”或“=”表示)
共计 平均难度:一般