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非选择题-解答题 适中0.65 引用1 组卷106
马铃薯是重要的块茎类粮食作物。二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和的现象,导致无法使用种子种植马铃薯。二倍体马铃薯的自交不亲和是由核糖核酸酶基因(S-RNase)控制的,我国科研人员通过基因编辑技术敲除了马铃薯的S-RNase基因,获得自交亲和的二倍体马铃薯,为马铃薯杂交育种提供了全新的技术体系。下图是科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除S-RNase基因的示意图,回答下列问题:

(1)用于编辑不同基因的CRISPR/Cas9复合物中向导RNA碱基序列不同,因此首先要确定S-RNase基因中的待编辑序列,可以通过PCR技术扩增S-RNase基因,作为编码特定向导RNA的模板。扩增时需要根据__________设计引物,引物的作用是__________
(2)CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因,依据的原理是向导RNA与目标DNA发生__________;Cas9蛋白可催化__________(填化学键名称)水解,剪切特定DNA片段。
(3)欲检测经上述基因编辑技术得到的植株是否已具有自交亲和性状,最简便的方法是__________
22-23高三上·福建莆田·阶段练习
知识点:DNA重组技术的基本工具基因表达载体的构建 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白(一种核酸酶)和sgRNA(向导RNA)构成的RNA-蛋白复合体,可利用sgRNA识别并结合特定DNA序列,引导Cas9蛋白对目的基因进行编辑(如图所示)。RuBisCo是参与光合作用的关键酶,研究人员拟利用CRISPR/Cas9技术对大豆细胞RuBisCo基因进行定点编辑,以达到提高CO2利用率的目的,回答下列问题:

(1)利用CRISPR/Cas9系统进行基因编辑时,Cas9蛋白可催化_______________(化学键名称)水解,剪切特定DNA片段,因此Cas9蛋白的这一功能与_______________酶相似。
(2)用于编辑不同基因的CRISPR/Cas9复合物中sgRNA碱基序列不同,因此首先要确定RuBisCo基因中的待编辑序列,根据_______________原则设计引物,通过_______________技术扩增相应的基因序列,作为编码特定sgRNA的模板。该技术所需的Taq酶特点是_______________,能使整个反应体系中DNA解链、退火、链的延伸都能快速进行。
(3)将扩增获得的DNA片段与_______________基因共同导入到质粒载体,构建CRISPR/Cas9表达载体,将构建成功的表达载体通过_______________方法,导入大豆细胞。若检测到受体细胞中组成RuBisCo酶的氨基酸_______________发生了符合预期的改变,则表明基因编辑成功。
(4)CRISPR/Cas9系统在定点编辑基因时仍存在一个最大的弊端,就是有很大概率会造成其他一些非目的基因序列的错误剪接和编辑,请尝试分析其原因_______________
番茄是一种营养丰富、经济价值较高的双子叶作物,在我国广泛种植。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友团队以红果番茄为材料,提出了一种利用多重基因编辑技术,靶向敲除红果番茄中控制三类相应色素合成或代谢的关键基因,快速定向创制七种不同果色番茄的策略。下图是科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除目标基因的示意图,请回答下列问题:
   
(1)研究发现CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌细胞内,推测该系统在细菌细胞内的作用是__________
(2)CRISPR/Cas9基因编辑技术中,sgRNA是根据目标DNA人工设计合成的向导RNA,与核酸酶Cas9蛋白结合形成复合物。CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因,依据的原理是__________发生碱基互补配对;Cas9蛋白可催化__________键断裂,剪切特定DNA片段。若要在目标DNA中插入其他基因,可以利用__________将它们连接起来。
(3)研究人员利用携带着已完成编辑基因的__________侵染番茄植株,最终获得不同果色的番茄。该方法的优点是可以使目的基因导入植物细胞,并将其插入到植物细胞的染色体DNA上,从而使目的基因在植物细胞中__________
(4)经CRISPR/Cas9基因编辑技术改造的基因结构变化属于__________(填“定向”或“不定向”)基因突变,编辑是否成功可以通过提取相关基因进行PCR扩增后经__________鉴定。

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