1 . 为培育香型抗稻瘟病水稻,研究者利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术(机理如图1),将含有Cas9和gRNA基因的表达载体(如图2)导入水稻,定向敲除香味抑制基因Badh2、感稻瘟病基因Pi21。
(1)CRISPR-Cas9系统能精准敲除靶基因,其作用机理是gRNA与靶基因进行____ ;Cas9蛋白可催化____ (填化学键名称)水解,剪切特定DNA片段,被切割的DNA修复时会引起____ (变异类型),导致基因失活。
(2)研究者用农杆菌转化法将CRISPR-Cas9表达载体导入水稻愈伤组织。为筛选成功导入表达载体的水稻愈伤组织,培养基中需加入____ 。
(3)为研究水稻的靶点突变情况,提取____ ,并设计____ ,进行PCR扩增并测序分析,获得Pi21-Badh2双基因突变杂合株系。
(4)将Pi21-Badh2双基因突变杂合株系____ ,以获得不含转基因成分(无T-DNA)的纯合突变植株。
①子代中,Pi21-Badh2双基因突变纯合子的概率为1/16,则两基因的位置关系为:____ 。
②对纯合突变植株利用Cas9的引物进行扩增,结果如下图,应选取植株____ 对突变基因做进一步的功能鉴定。从生物安全的角度,阐明选择的理由:____ 。
(1)CRISPR-Cas9系统能精准敲除靶基因,其作用机理是gRNA与靶基因进行
(2)研究者用农杆菌转化法将CRISPR-Cas9表达载体导入水稻愈伤组织。为筛选成功导入表达载体的水稻愈伤组织,培养基中需加入
(3)为研究水稻的靶点突变情况,提取
(4)将Pi21-Badh2双基因突变杂合株系
①子代中,Pi21-Badh2双基因突变纯合子的概率为1/16,则两基因的位置关系为:
②对纯合突变植株利用Cas9的引物进行扩增,结果如下图,应选取植株
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2 . 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。
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
(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?
(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
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2021-01-24更新
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1253次组卷
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3卷引用:热点06 基因编辑技术-2022年高考生物【热点·重点·难点】专练(北京新高考新题型)
(已下线)热点06 基因编辑技术-2022年高考生物【热点·重点·难点】专练(北京新高考新题型)北京市西城区2020-2021学年高三上学期期末生物试题北京市一六一中2023-2024学年高三上学期期中生物试题
名校
3 . 为研究某种植物3种营养成分(A、B和C)含量的遗传机制,先采用CRISPR/Cas9基因编辑技术,对野生型进行基因敲除突变实验,经分子鉴定获得3个突变植株(M1、M2、M3),其自交一代结果见下表,表中高或低指营养成分含量高或低。
下列叙述正确的是()
植株(表现型) | 自交一代植株数目(表现型) |
野生型(A低B低C高) | 150(A低B低C高) |
Ml(A低B低C高) | 60(A高B低C低)、181(A低B低C高)、79(A低B低C低) |
M2(A低B低C高) | 122(A高B低C低)、91(A低B高C低)、272(A低B低C高) |
M3(A低B低C高) | 59(A低B高C低)、179(A低B低C高)、80(A低B低C低) |
A.从Ml自交一代中取纯合的(A高B低C低)植株,与M2基因型相同的植株杂交,理论上其杂交一代中只出现(A高B低C低)和(A低B低C高)两种表现型,且比例一定是1:1 |
B.从M2自交一代中取纯合的(A低B高C低)植株,与M3基因型相同的植株杂交,理论上其杂交一代中,纯合基因型个体数:杂合基因型个体数一定是1:1 |
C.M3在产生花粉的减数分裂过程中,某对同源染色体有一小段没有配对,说明其中一个同源染色体上一定是由于基因敲除缺失了一个片段 |
D.可从突变植株自交一代中取A高植株与B高植株杂交,从后代中选取A和B两种成分均高的植株,再与C高植株杂交,从杂交后代中能选到A、B和C三种成分均高的植株 |
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2019-06-17更新
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2547次组卷
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8卷引用:第5章 基因突变及其它变异 单元复习方案
名校
4 . 下图1是获取用于构建基因表达载体的含人生长激素基因的DNA片段(DNA复制子链延伸方向是5′→3′,转录方向为左→右)示意图,图2是所用质粒示意图,其上的Ampr表示青霉素抗性基因,Tett表示四环素抗性基因。有关限制酶的识别序列和酶切位点如下表。请据图回答:
限制酶识别序列和酶切位点表
(1) ①过程催化形成磷酸二酯键的酶有____________________ ,合成的人生长激素基因中________ (选填“有”或“无”)与终止密码子相应的碱基序列。
(2) 引物1由5′→3′的碱基序列为________________________ ,引物2应含有限制酶________ 的识别序列;从图1的过程②开始进行PCR扩增,第六次循环结束时,图中用于构建基因表达载体的DNA片段所占比例是________ 。
(3) 在构建表达载体的过程中对图中质粒、DNA片段进行合适的完全酶切后,向两者的混合物中加入DNA连接酶,若只考虑DNA切段两两连接,则混合物中将形成________ 种环状DNA。
(4) 2018年11月基因编辑婴儿事件震惊了世界,舆论一片哗然,某科研团队利用“CRISPR/Cas9”技术将受精卵中的艾滋病病毒受体基因CCR5进行修改,拟培育出具有艾滋病免疫能力的基因编辑婴儿。下图3为向导RNA引导Cas9蛋白切割CCR5基因(目标DNA)示意图。
①向导RNA的合成需要________ 酶。Cas9蛋白是一种________ 酶。
②“GRISPR/Cas9”技术,是利用________ 法将Cas9蛋白和特定的引导序列导入受精卵中发挥基因编辑作用。
③基因编辑婴儿引起舆论的关注,很多科学家表示反对,请给出合理的理由______________ 。
限制酶识别序列和酶切位点表
限制酶 | HindⅢ | BamHⅠ | PstⅠ | EcoRⅠ | SmaⅠ | BglⅡ |
识别序列(5′→3′) | A↓AGCTT | G↓GATCC | C↓TGCAG | G↓AATTC | CCC↓GGG | A↓GATCT |
(1) ①过程催化形成磷酸二酯键的酶有
(2) 引物1由5′→3′的碱基序列为
(3) 在构建表达载体的过程中对图中质粒、DNA片段进行合适的完全酶切后,向两者的混合物中加入DNA连接酶,若只考虑DNA切段两两连接,则混合物中将形成
(4) 2018年11月基因编辑婴儿事件震惊了世界,舆论一片哗然,某科研团队利用“CRISPR/Cas9”技术将受精卵中的艾滋病病毒受体基因CCR5进行修改,拟培育出具有艾滋病免疫能力的基因编辑婴儿。下图3为向导RNA引导Cas9蛋白切割CCR5基因(目标DNA)示意图。
①向导RNA的合成需要
②“GRISPR/Cas9”技术,是利用
③基因编辑婴儿引起舆论的关注,很多科学家表示反对,请给出合理的理由
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2019-02-28更新
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1881次组卷
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5卷引用:三轮冲刺卷14-【赢在高考·黄金20卷】备战2022年高考生物模拟卷(山东专用)
(已下线)三轮冲刺卷14-【赢在高考·黄金20卷】备战2022年高考生物模拟卷(山东专用)【市级联考】江苏省泰州市2019届高三上学期期末考试生物试题【全国百强校】甘肃省天水市一中2019届高三下学期第五次模拟考试理科综合生物试题(已下线)专题19 基因工程、PCR技术及生物技术的伦理问题——《备战2020年高考精选考点专项突破题集》天津一中2018-2019学年高二(下)期中生物试题