Question

【題目】（一）新一代基因編輯工具由 Cas9（一種限制性核酸內(nèi)切酶）和向?qū)?RNA 構(gòu)成。該復(fù)合體能與 DNA 分子上的特定序列結(jié)合，并在合適位點切斷 DNA 雙鏈（如下圖所示）。DNA 被切斷后，細胞會啟動 DNA 損傷修復(fù)機制，在此基礎(chǔ)上如果為細胞提供一個修復(fù)模板，細胞就會按照提供的模板在修復(fù)過程中引入片段插入或定點突變，從而實現(xiàn)基因編輯。

請回答：

（1）在將編碼Cas9的基因?qū)�入真核細胞的轉(zhuǎn)基因操作中，若控制合成 Cas9 的基因序列已知，可用_______方法合成目的基因，再構(gòu)建________導(dǎo)入真核細胞，該過程中需要使用的酶是________ （A．限制性核酸內(nèi)切酶 B．DNA 連接酶 C．限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA 連接酶 D．DNA 聚合酶）。上述轉(zhuǎn)基因操作成功的標志________。

（2）如圖所示，基因編輯工具發(fā)揮作用時，向?qū)?RNA 分子的序列與基因組 DNA 中特定堿基序列因為_______所以能結(jié)合在一起，然后由 Cas9 催化________鍵斷裂，從而使 DNA 分子斷裂。

（3）一般來說，在使用基因編輯工具對不同基因進行編輯時，應(yīng)使用 Cas9 和__（填“相同”或“不同”）的向?qū)?RNA 進行基因的相關(guān)編輯。

（二）“白菜—甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短、耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點。下圖是“白菜—甘藍”的雜交過程示意圖，回答以下有關(guān)問題：

（1）為了得到白菜和甘藍的原生質(zhì)體需在0.5—0.6mol/L的_____環(huán)境中用_____來處理白菜細胞和甘藍細胞。

（2）原生質(zhì)體融合形成的雜種細胞經(jīng)培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo)，可以從單細胞依次到細胞團，球形胚、_____和胚狀體，最后再生出完整的植株。 要實現(xiàn)上述過程，主要是通過_____來進行調(diào)控。

（3）若欲定向的培育抗蟲的“白菜—甘藍”，可借助_____的技術(shù)，將抗蟲基因和載體用DNA連接酶連接后，形成_____導(dǎo)入受體細胞中，經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株。

Answer 1

【答案】 化學 含目的基因的重組DNA分子 C 控制Cas9基因的成功表達 堿基互補序列 磷酸二酯 不同 甘露醇 纖維素酶、果膠酶 心形胚 營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的適當配比 基因工程 重組DNA分子

【解析】試題解析：本題以圖文結(jié)合的形式綜合考查學生對基因工程、植物體細胞雜交技術(shù)等相關(guān)知識的識記和理解能力。解答本題需熟記并理解基因工程的基本操作程序、植物體細胞雜交過程及其影響因素等并形成清晰的知識網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合問題情境，從題圖中提取有效信息進行相關(guān)問題的解答。

（一）(1) 若控制合成 Cas9 的基因（目的基因）序列已知，可用化學方法合成目的基因，再構(gòu)建含目的基因的重組DNA分子，將其導(dǎo)入真核細胞。在構(gòu)建基因表達載體（含目的基因的重組DNA分子）時，需要使用的酶是C選項所示的限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA 連接酶。上述轉(zhuǎn)基因操作成功的標志控制Cas9基因的成功表達。

(2) 向?qū)?RNA 分子的序列與基因組 DNA 中特定堿基序列能結(jié)合，需要二者的堿基序列能互補配對；Cas9是一種限制性核酸內(nèi)切酶，作用于磷酸二酯鍵。

(3)基因具有特異性。在使用基因編輯工具對不同基因進行編輯時，應(yīng)使用 Cas9 和不同的向?qū)?RNA 進行基因的相關(guān)編輯。

（二）(1)為了使得到的原生質(zhì)體保持活性，需用適宜濃度的甘露醇溶液維持細胞內(nèi)外滲透壓。所以在制備原生質(zhì)體時，需在0.5—0.6mol/L的甘露醇環(huán)境中用纖維素酶、果膠酶來處理白菜細胞和甘藍細胞。

(2)原生質(zhì)體融合形成的雜種細胞經(jīng)培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo)，可以從單細胞依次到細胞團，球形胚、心形胚和胚狀體，最后再生出完整的植株。要實現(xiàn)上述過程，主要是通過營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的適當配比來進行調(diào)控。

(3)若欲定向的培育抗蟲的“白菜—甘藍”，可借助基因工程的技術(shù)，將抗蟲基因和載體用DNA連接酶連接后，形成重組DNA分子導(dǎo)入受體細胞中，經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株。