Question

【題目】科學(xué)家利用CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，成功改造了獼猴基因組中與某病癥（Z癥）相關(guān)的 SHANK3基因，制備出Z癥非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型，為該病的研究和治療奠定了重要基礎(chǔ)。操作過(guò)程如圖。

回答下列問(wèn)題。

（1）進(jìn)行甲過(guò)程前，采集的卵母細(xì)胞需在體外培養(yǎng)到____________期才能與獲能的精子受精。

（2）將CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)注入受精卵后，Cas9蛋白能在特定部位切割SHANK3基因（下圖虛線所示），使該基因特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的____________斷開，經(jīng)其切割后產(chǎn)生具有____________末端的DNA片段。……

（3）乙過(guò)程應(yīng)將受精卵移入____________中繼續(xù)培養(yǎng)，該過(guò)程通常需要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是____________。丙表示的過(guò)程是____________。

（4）由以上技術(shù)獲得的Z癥獼猴，可通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)得到克隆Z癥獼猴，請(qǐng)寫出基本程序____________（用流程圖表示）

Answer 1

【答案】減數(shù)第二次分裂中期（MⅡ中期） 磷酸二酯鍵 平 發(fā)育培養(yǎng)液 維持培養(yǎng)液的pH 胚胎移植

【解析】

胚胎的早期培養(yǎng)
精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。哺乳動(dòng)物胚胎的培養(yǎng)液成分一般都比較復(fù)雜，除一些無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植，或冷凍保存。
胚胎移植

胚胎移植是指將雌性動(dòng)物體內(nèi)的早期胚胎，或者通過(guò)體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。 其中提供胚胎的個(gè)體稱為“供體”， 接受胚胎的個(gè)體叫“受體”。胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過(guò)程。供體胚胎獲得的途徑可以是轉(zhuǎn)基因，核移植或體外受精方式得到的。

限制酶能夠識(shí)別DNA中特定的核苷酸序列，切割的部位是核苷酸之間的磷酸二酯鍵，從而將DNA分子切成兩段，出現(xiàn)黏性末端或平末端。

（1）體外受精所用的卵母細(xì)胞需在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期（MⅡ中期）才能與獲能的精子受精。

（2）題意顯示Cas9蛋白能在特定部位切割SHANK3基因，推測(cè)Cas9蛋白為限制酶，由圖示可知該基因特定部位斷開的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，經(jīng)其切割后產(chǎn)生的DNA片段具有平末端。

（3）乙過(guò)程為早期胚胎培養(yǎng)的過(guò)程，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，該過(guò)程通常需要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。丙表示的過(guò)程是胚胎移植。

（4）利用以上技術(shù)獲得的Z癥獼猴，可通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)得到克隆Z癥獼猴，相關(guān)基本程序如下圖示：