Question

【題目】 HIV通過(guò)識(shí)別T細(xì)胞表面特有的蛋白質(zhì)來(lái)侵染T細(xì)胞。2018年11月，有學(xué)者宣布，一對(duì)經(jīng)過(guò)基因編輯的嬰兒在中國(guó)健康誕生，這對(duì)嬰兒的一個(gè)基因被切除，使其出生后即能抵抗HIV。其使用的是CRISPR—Cas9基因編輯技術(shù)，下圖為Cas9蛋白依據(jù)sgRNA片段切割DNA示意圖（不同的sgRNA可以識(shí)別不同的DNA序列）。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）DNA重組技術(shù)主要用到的工具酶包括DNA連接酶和_______________，圖中充當(dāng)該酶的物質(zhì)是_________________。

（2）Cas9—sgRNA復(fù)合體能夠精準(zhǔn)識(shí)別某核苷酸序列的原因可能是____________。

（3）經(jīng)基因編輯過(guò)的嬰兒出生后能夠免遭HlV侵染的直接原因是________________。

（4）在獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)一般對(duì)受精卵進(jìn)行操作，通過(guò)___________技術(shù)將含有目的基因的表達(dá)載體直接注入，目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并表達(dá)的過(guò)程稱為______________。

（5）操作后的受精卵需要先在發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)以檢查其____________，培養(yǎng)液必須添加____________等天然成分，后經(jīng)____________段時(shí)間后，再經(jīng)胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)發(fā)育。移植胚胎能在受體內(nèi)存活的原因是____________反應(yīng)。

（6）基因編輯技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景，如果將西紅柿細(xì)胞中與乙烯合成的相關(guān)基因編輯切除，則這種西紅柿的果實(shí)將____________，從而獲得耐儲(chǔ)存的西紅柿新品種。

Answer 1

【答案】限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） Cas9-sgRNA復(fù)合體 sgRNA能與特定的DNA片段發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì) T細(xì)胞表面缺少被HIV識(shí)別的蛋白質(zhì) 顯微注射 轉(zhuǎn)化 受精狀況和發(fā)育能力 血清 早期胚胎培養(yǎng) 子宮對(duì)外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥 不能成熟

【解析】

1、中心法則：（1）遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；（2）遺傳信息可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯．后來(lái)中心法則又補(bǔ)充了遺傳信息從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA兩條途徑。

2、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的獲取，②基因表達(dá)載體的構(gòu)建，③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，④目的基因的檢測(cè)與鑒定。

(1) 使用CRISPR-Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因編輯時(shí)，sgRNA分子的堿基序列與基因組DNA中特定堿基序列根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合在一起，該過(guò)程不需要酶催化，然后由Cas9催化磷酸二酯鍵水解，從而使DNA分子斷裂，再由DNA連接酶將切斷的DNA與提供的修復(fù)模板連接起來(lái)。由此可知，Cas9-sgRNA復(fù)合體應(yīng)該是一種限制性核酸內(nèi)切酶。

(2) 使用CRISPR-Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因編輯時(shí)，sgRNA分子的堿基序列與基因組DNA中特定堿基序列根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合在一起。

(3) 由于T細(xì)胞表面缺少被HIV識(shí)別的蛋白質(zhì)，經(jīng)基因編輯過(guò)的嬰兒出生后能夠免遭HIV侵染。

(4) 真核細(xì)胞中沒(méi)有編碼Cas9的基因，可利用基因工程的方法構(gòu)建基因表達(dá)載體，通過(guò)顯微注射技術(shù)將Cas9基因?qū)�入真核�?xì)胞。

(5) 在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，除給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外，還需要提供CO2以維持培養(yǎng)液的pH；培養(yǎng)受精卵時(shí)需要定期更換培養(yǎng)液，其原因是防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累對(duì)自身細(xì)胞代謝造成障礙。母體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在母體內(nèi)存活提供了可能。

(6) 乙烯具有促進(jìn)果實(shí)成熟的作用。如果將西紅柿細(xì)胞中與乙烯合成的相關(guān)基因編輯切除,則這種西紅柿不能合成乙烯，其果實(shí)將不能成熟，從而獲得耐儲(chǔ)存的西紅柿新品種。