Question

14．豬的肌肉生長抑制素（MSTN）基因可抑制肌細(xì)胞的增殖和分化．CRISPR/Cas9是一種最新出現(xiàn)的基因編輯技術(shù)，其主要過程是向?qū)�RNA（gRNA，含與目的基因部分序列配對的單鏈區(qū)）與Cas9核酸酶結(jié)合，引導(dǎo)Cas9核酸酶對DNA局部解旋并進行定點切割．科研人員利用該技術(shù)定向敲除豬胎兒成纖維細(xì)胞中MSTN基因，以期獲得生長速度快、瘦肉率高的新品種．過程如圖，其中BsmBI、Kpnl、EC0RI表示相應(yīng)限制酶的識別位點．分析回答：

（1）圖中①過程用到的工具酶有BsmBI限制酶和DNA連接酶，圖中g(shù)RNA基因序列設(shè)計的主要依據(jù)是MSTN基因兩端的核苷酸序列．
（2）科研人員可利用顯微注射技術(shù)（方法）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬成纖維細(xì)胞，經(jīng)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成Cas9核酸酶．
（3）過程③與DNA復(fù)制相比，特有的堿基配對方式有U-A．
（4）分析發(fā)現(xiàn)某基因敲除細(xì)胞株中MSTN基因的表達(dá)水平為正常細(xì)胞的50%，說明細(xì)胞中位于一對染色體上的兩個MSTN基因中僅一個被敲除．
（5）欲利用MSTN基因缺失成纖維細(xì)胞培育成MSTN基因缺失豬，請簡要寫出基本的流程．將MSTN基因缺失成纖維細(xì)胞的核移植到去除核的卵母細(xì)胞中，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)獲得胚胎，胚胎移植后培養(yǎng)獲得MSTN基因缺失豬．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示是利用該技術(shù)定向敲除豬胎兒成纖維細(xì)胞中MSTN基因，以期獲得生長速度快、瘦肉率高的新品種的過程．其中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，②表示RNA（gRNA，含與目的基因部分序列配對的單鏈區(qū)）與Cas9核酸酶結(jié)合的過程，③表示RNA與Cas9核酸酶結(jié)合后引導(dǎo)Cas9核酸酶對DNA局部解旋并進行定點切割．

解答 解：（1）圖中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，該過程首先要用同種限制酶切割外源DNA分子和運載體（普通質(zhì)粒與重組質(zhì)粒中的限制酶切割位點可知，這里使用的是BsmBI限制酶），其次要用DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組DNA；要定向敲除豬胎兒成纖維細(xì)胞中MSTN基因，則圖中g(shù)RNA基因序列設(shè)計的主要依據(jù)是MSTN基因兩端的核苷酸序列．
（2）將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個步驟．
（3）過程③中DNA和RNA之間的堿基配對方式是A-U、T-A、C-G、G-C，而DNA復(fù)制過程中的堿基配對方式為A-T、T-A、C-G、G-C，因此過程③與DNA復(fù)制相比，特有的堿基配對方式有A-U．
（4）分析發(fā)現(xiàn)某基因敲除細(xì)胞株中MSTN基因的表達(dá)水平為正常細(xì)胞的50%，說明該植株相當(dāng)于雜合子，即細(xì)胞中位于一對染色體上的兩個MSTN基因中僅一個被敲除．
（5）利用MSTN基因缺失成纖維細(xì)胞培育成MSTN基因缺失豬的基本的流程為：將MSTN基因缺失成纖維細(xì)胞的核移植到去除核的卵母細(xì)胞中，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)獲得胚胎，胚胎移植后培養(yǎng)獲得MSTN基因缺失豬．
故答案為：
（1）BsmBI限制酶和DNA連接酶    MSTN基因兩端的核苷酸序列
（2）顯微注射技術(shù)    轉(zhuǎn)錄和翻譯
（3）U-A
（4）細(xì)胞中位于一對染色體上的兩個MSTN基因中僅一個被敲除
（5）將MSTN基因缺失成纖維細(xì)胞的核移植到去除核的卵母細(xì)胞中，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)獲得胚胎，胚胎移植后培養(yǎng)獲得MSTN基因缺失豬

點評 本題結(jié)合圖解，考查基因工程和胚胎工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟，掌握各步驟中需要注意的細(xì)節(jié)；識記胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．