(1)科研人员将选择
(2)若要产生同卵双胎,需对囊胚的
(3)该项研究中将雄性大鼠和雌性大鼠共生的目的是
(4)若通过基因编辑技术切除所得受精卵中的BMALI基因(生物节律核心基因),可培育出BMALI基因敲除的大鼠。基因编辑工具是经改造的CRISPR/Cas9系统。该系统由向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白组成,由sgRNA引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割来完成基因的编辑过程,其工作原理如下图所示。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/24/2964951379329024/2965056707297280/STEM/632ac7205fc14faba2f377b95cc12577.png?resizew=554)
①图中Cas9-sgRNA复合体通常用
②sgRNA能与靶DNA分子特异性识别、结合的原理是
③若BMALI基因敲除成功,从个体水平鉴定,大鼠表现为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/14/2140377760022528/2141083956535296/STEM/2753cd057ff84625b47e073991bbcaf5.png?resizew=400)
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
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/14/2140377760022528/2141083956535296/STEM/e57008704bd041459126c4c52df6b28a.png?resizew=250)
(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
(1)将某HD家系(如图1)中每个个体含有CAG重复序列的DNA在体外大量复制后进行电泳,结果如图2。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/11/2977293416488960/2986314672316416/STEM/c224b45172064a1283b944c2166306ab.png?resizew=620)
①亨廷顿舞蹈症致病基因形成的具体原因是IT15基因中发生
②结合图1和图2推测,与I-1比较,Ⅱ-1并未患病,推测该病会伴随
(2)由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选,HD患者目前尚无有效的治疗方法。我国科学家利用基因编辑技术和体细胞核移植技术,成功培育出世界首例含人类突变IT15基因的模型猪,操作过程如图3。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/11/2977293416488960/2986314672316416/STEM/d49a375be4f449ff84e013159942d54c.png?resizew=417)
①在基因编辑的过程中,常用的两种酶有
②筛选含有目的基因的体细胞,再将细胞核移植到
(3)HD患者表现为全身肌肉不自主的抽搐引起异常运动。研究发现,患者神经细胞内亨廷顿蛋白结构异常,在细胞内过度聚集无法被清除,这可能是在细胞内缺乏
(4)近年来,HD的治疗研究取得了一些重要进展。下列可作为HD治疗策略的是_______________。
A.诱导HD致病蛋白在细胞内特异性降解 | B.杀死神经系统病变细胞 |
C.干扰异常IT15基因mRNA的翻译 | D.基因治疗改变异常IT15基因 |
中国科学院上海神经科学研究所仇子龙研究员等通过构建携带人类自闭症基因MECP2的转基因猴模型及对MECP2转基因猴进行分子遗传学与行为学分析,发现MECP2转基因猴表现出类似人类自闭症的刻板行为与社交障碍等行为。在该研究中,研究人员先通过精巢异种移植,将幼年食蟹猴的精巢移植到裸鼠的背部,实现了食蟹猴精巢提早成熟,从中获得精子,让其完成受精作用,并进一步培养,操作过程如图,从而获得了携带人类自闭症基因MECP2的转基因猴(Z症食蟹猴)。该工作加速了食蟹猴的精子生成速度,缩短了食蟹猴的繁殖周期,对于推动非人灵长类动物模型的应用具有重大意义。回答下列问题:
(1)图中将精子注入
(2)将CRISPR/Cas9基因编辑系统注入受精卵后,Cas9蛋白能在特定部位切割MECP2基因(下图虚线所示),使该基因特定部位的两个核苷酸之间的
(3)乙过程对受精卵的培养是在
(4)上述获得的Z症食蟹猴,可通过体细胞核移植技术进一步得到克隆Z症食蟹猴。该技术的原理是
在果蝇体内重现帝王蝶毒素抗性的演化路径
帝王蝶是少数具有毒性的蝴蝶,它的毒性来自于食物马利筋。马利筋会分泌“强心甾”,专门和动物体内的钠钾泵结合,量大可致命。但是帝王蝶的钠钾泵发生了突变,所以能将马利筋的毒素储存在自己的身体里。
研究者利用基因测序技术发现能够抵抗强心甾的昆虫的钠钾泵均有突变,且为多次独立演化。所有突变中,111、119和122 这三个位点上的突变频率最高。通过 CRISPR-Cas9 基因编辑技术,研究者构建了含有这三个位点突变的转基因果蝇。检测发现,当单独引入111突变时抗性略有增加,单独引入119突变基本不变,111+119 双突变比111单突变的抗性要强,122单突变使抗毒性大幅增强,但还是111+119+122这三个突变同时存在抗毒能力最强,增加了几乎1000倍,和帝王蝶的抗毒水平持平,俨然成了“帝王蝇”。
研究者还对转基因果蝇进行了 “癫痫-瘫痪” 测试,将果蝇置于瓶内剧烈晃动,并记录其恢复站立所需时间,用以反映神经系统应对突发机械刺激的能力。野生型果蝇会在震动后立即重新站起,但122突变的果蝇90秒后才能重新站立,111突变的果蝇花费约50秒,而119突变的果蝇和野生型并无二致。111+119双突变和111+119+122三突变的果蝇组内差异较大,但平均值接近正常野生型果蝇。
研究者同时检测了纯合果蝇与杂合果蝇,结果显示在杂合果蝇中,突变钠钾泵和正常钠钾泵在表达量上并无差异;突变钠钾泵的抗性显著增加,纯合的抗性高于杂合;“癫痫-瘫痪” 测试中纯合却比杂合需要更漫长的恢复时间。
在此之前,演化学家通常将目光集中在现存的生物当中,但这项“真的重现了演化历史”的研究使人们知道可以通过基因编辑对突变之间的相互作用进行研究,一步一步复原最有可能的演化轨迹。
(1)帝王蝶通过突变产生(2)基因与性状并不都是简单的一一对应的关系,请从文中选择材料填写下表。
一个基因可以影响多个性状 | |
多个基因可以影响一个性状 |
A.111—119—122 B. 122—119—111
C. D.
(一)啤酒是以粮食作物大麦(富含淀粉)酿造为主。
(1)所用大麦大多是没有发芽的,在酿造过程中需要将麦汁进行
(2)再根据酿造情况添加酵母菌,形成具有独特风味的啤酒。
(3)如图是微生物平板划线示意图,划线的顺序为12345,下列说法中正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/26/2234125634494464/2234676539293696/STEM/2e74b9c9333e4685945c0a93f40bce37.png?resizew=122)
A.操作前要将接种环用酒精消毒
B.划线操作时将皿盖完全打开,划完立即盖上
C.只有在5区才可以得到所需菌落
D.在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌
(4)酿造过程可在如图所示的发酵罐中进行。下列有关叙述
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/26/2234125634494464/2234676539293696/STEM/5a38a716ac0f4c4e84b3c65bd814fb00.png?resizew=125)
A.夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理
B.乙醇为挥发性物质,故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
(二)草甘膦是目前世界上使用量最大的除草剂,因此研制抗草甘膦的农作物新品种是国内研究热点。某科研单位培育出抗草甘膦的植物,培育过程如图1所示,请回答下面的问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/26/2234125634494464/2234676539293696/STEM/91643cfef139443e843d68a675c0814f.png?resizew=247)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/26/2234125634494464/2234676539293696/STEM/d571dd9d520d463699a312e50dd7ab77.png?resizew=189)
(1)在阶段1过程中,将适当浓度的b与农杆菌混合,筛选出
(2)阶段2需经过
(3)近年诞生了具划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术,可简单、准确地进行基因定点编辑。如图2所示,Cas9蛋白是
(4)研究发现,草甘膦通过水稻细胞的某受体蛋白M起作用,因此该研究单位欲通过基因编辑技术对水稻细胞进行精确的
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/26/3c41048f-daa6-4f32-ac7a-d132155e7693.jpg?resizew=450)
(1)sgRNA特异性结合BMAL1基因中的靶序列时,sgRNA单链与BMAL1基因单链的碱基之间通过
(2)科研人员构建CRISPR/Cas9重组表达载体,若已知BMAL1基因靶序列5′-CCTTTCAGCTCATGGTATACAA-3′,根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是5′-
(3)在对BMAL1基因进行编辑的过程中,若发生了对其他基因进行编辑的现象,最可能的原因是
(4)与正常鼠相比,培育出的BMAL1基因敲除小鼠细胞中,由于该基因的转录和翻译过程无法正常进行,故该小鼠体内无
(5)基因组编辑技术可用于疾病治疗,请从癌症的产生机理出发,运用该技术为癌症的治疗设计思路:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/22/1822564912160768/1825475639525376/STEM/a60646ef49814b1fbb1c23a415749abe.png?resizew=464)
请回答:
(1)在将编码Cas9的基因导入真核细胞的转基因操作中,若控制合成 Cas9 的基因序列已知,可用
(2)如图所示,基因编辑工具发挥作用时,向导 RNA 分子的序列与基因组 DNA 中特定碱基序列因为
(3)一般来说,在使用基因编辑工具对不同基因进行编辑时,应使用 Cas9 和
(二)“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图,回答以下有关问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/22/1822564912160768/1825475639525376/STEM/58f7d5aca4524a43a1938448b803e382.png?resizew=484)
(1)为了得到白菜和甘蓝的原生质体需在0.5—0.6mol/L的
(2)原生质体融合形成的杂种细胞经培养基中成分的诱导,可以从单细胞依次到细胞团,球形胚、
(3)若欲定向的培育抗虫的“白菜—甘蓝”,可借助
(1)伯克霍尔德氏菌 JP2-270 菌株的培养:取样后采用
(2)转基因水稻的培育:根据JP2-270基因组中目的基因的
(3)转基因水稻对水稻纹枯病防治效果如下表,对此分析可以得出的结论有
组别 | 平均病斑长度(cm) |
普通水稻叶片 | 7.00±1.25 |
转基因水稻叶片 | 0.75±0.20 |
井冈霉素(杀菌剂)处理的普通水稻叶片 | 0.69±0.50 |
(4)bysR是一种转录调控蛋白,为研究其机理,研究者进行了野生型(WT)菌株 JP2-270和bysR 基因敲除菌株 ΔbysR的硝吡咯菌素合成酶基因簇中prnA和prnC 基因的表达量的研究,结果如下图。研究说明,bysR 调控蛋白在转录水平上
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/12/df474938-107b-435e-875c-de988dc251aa.png?resizew=358)
世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型的构建
生物节律紊乱与睡眠障碍、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)、精神类疾病等密切相关。我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植(SCNT)技术,成功构建了体细胞BMAL1基因(产生昼夜节律必需)敲除的生物节律紊乱猕猴,为相关疾病研究提供了新型动物模型。
CRISPR/Cas9基因编辑系统能在DNA特定位置进行切割,被切割的DNA修复时会发生基因突变而导致靶基因失活。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对多枚猕猴受精卵的BMAL1基因进行敲除,经胚胎移植后获得多只猕猴,有5只表现出BMAL1基因突变,分别命名为A3、A4、A6、A8、A10.这些BMAL1基因敲除猴不再按24小时周期活动,夜间活动明显增多,表现出昼夜活动和睡眠紊乱、焦虑和精神分裂症等症状。其中A6个体的基因敲除最完全,睡眠紊乱症状最明显。野生型和A6的BMAL1基因部分序列如图所示。
基因检测结果表明,第二代的5只猕猴均具有与A6相同的BMAL1双等位基因突变,且外周血mRNA中不存在野生型BMAL1的转录产物,证明猕猴体内BMAL1基因表达缺失。它们均表现出较多的夜间运动和更严重的睡眠障碍等症状,是更为理想的动物模型。
第二代BMAL1基因敲除猕猴模型的成功构建,预示着批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代正式开启。
(1)实验中采集的卵母细胞通常在体外培养至
(2)结合资料,以下说法不合理的是_____。
A.经CRISPR/Cas9基因编辑和胚胎移植获得的第一代5只模型猴基因型相同 |
B.A6的BMAL1基因所在的一对同源染色体上的碱基变化完全相同 |
C.从A6获取的成纤维细胞在用于SCNT之前需进行细胞培养 |
D.利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只猕猴基因型相同 |