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非选择题-解答题 适中0.65 引用2 组卷360
为研究组蛋白去乙酰化酶8(HDAC8)基因的生物学功能,研究者以斑马鱼为研究对象,通过CRISPR/Cas9技术构建HDAC8基因缺失的突变模型(如图1所示)。

回答下列问题:
(1)据图1分析可知:CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现靶向切除HDAC8基因的原理是Cas9蛋白—sgRNA复合体中sgRNA识别并与目标DNA中的靶点序列结合,其中sgRNA与靶点序列结合的碱基序列为____;Cas9蛋白作用于目标DNA的____(填化学键)使双链断裂,实现对HDAC8基因敲除。
(2)sgRNA是由体外转录形成的,其基因的上游具有____,该结构的作用是____
(3)通过对野生型斑马鱼和实施HDAC8基因敲除的斑马鱼HDAC8进行检测,结果如图2所示(数字表示HDAC8氨基酸的数量)。研究人员认为HDAC8基因敲除成功,理由是____,功能丧失。出现图2结果的原因可能是HDAC8基因转录的mRNA中____提前出现。

(4)将敲除成功的纯合斑马鱼与野生型斑马鱼杂交,F1自由交配得F2。将F2不同类型的斑马鱼标记后放归到有捕食性天敌的野外水域中,一段时间后发现突变纯合子数量明显减少,而其他类型的数量几乎没变。请结合图3解释突变纯合子数量变化的原因____

2024·河北唐山·一模
知识点:遗传信息的转录遗传信息的翻译基因频率的改变与生物进化基因编辑技术 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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为研究igf2bp3基因的功能,研究者以斑马鱼为研究对象,通过CRISPR/Cas9技术构建igf2bp3基因缺失的突变模型。请回答下列问题:
(1)下图1示意CRISPR/Cas9的基本原理。向导RNA(sgRNA)_____端序列识别基因组DNA上的靶点,引导Cas9蛋白在特定位点上切断DNA双链。双链断裂的DNA可能通过非同源性末端连接修复导致DNA片段的缺失、倒位等而导致突变,称为“中靶”;也可能因同源重组修复将双链断裂的DNA恢复到原始序列,导致______效应。

(2)gRNA的合成与纯化。设计并合成特定的引物(图2示意引物之一:T7-靶点序列6-sfd),以pMD19-gRNA scaffold质粒为模板。按照PCR反应程序:预变性5min;变性30s,退火30s,延伸40s,35个循环;再延伸10min。再延伸时间较长的目的是________。扩增出的DNA在体外转录出gRNA并纯化。下图2中T7启动子的作用是______

(3)突变体的构建与筛选。受精卵分成2组,通过_______技术注入特定浓度的Cas9蛋白和gRNA混合液1nL作实验组,另一组不注入作对照。欲判断靶点敲除是否有效,可______挑选实验组20枚发育48h的胚胎提取DNA用于鉴定。若有效,剩下的胚胎培养至性成熟即F0
(4)igf2bp3基因在不同组织中的表达。为了解igf2bp3基因在野生型斑马鱼不同组织中的表达量,研究人员提取了年龄为90天的野生型斑马鱼生殖腺等不同组织的_______,逆转录后进行定量PCR,结果见下图3。

由图3的结果分析可知:________
(5)结果与分析。检测、筛选出F0嵌合体斑马鱼与野生型交配得F1,选择其中的杂合突变体自由交配,理论上F2中突变纯合子比例为______。统计F2成年斑马鱼性别比例,杂合突变体中雌性占一半,而突变纯合子中雌性比例极低。请尝试作出合理的解释_____
CRISPR-Cas9技术是一种应用广泛的基因编辑技术,通过人工设计的sgRNA(guideRNA)来识别目的基因组序列,并引导Cas9蛋白酶进行有效切割DNA双链,形成双链断裂,损伤后修复会造成基因敲除或敲入等,最终达到对基因组DNA进行修饰的目的。科学家利用CRISPR-Cas9技术将抑癌基因△Np63a定点插入小鼠胰腺癌细胞中,以研究其在胰腺癌细胞中的作用。图1为构建的Cas9—sgRNA质粒,将其导入胰腺癌细胞并表达(图2);携带△Np63a基因的供体质粒与断裂DNA的高度同源序列(同源臂)发生互换,从而将△Np63a基因定点插入胰腺癌细胞基因组中(如图3所示)。请回答下列问题:

   

(1)Cas9蛋白可对特定的DNA序列切割,在功能上最接近于________酶;一次切割过程中会产生__________个游离的磷酸基团;将Cas9-sgRNA质粒和供体质粒导入胰腺癌细胞的方法是_________
(2)若已知靶序列5'-GCATCG…GGTCCC-3',根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是5'-__________-3'。若要将靶序列从目标DNA上切除下来,则需要设计________种不同的sgRNA。
(3)CRISPR-Cas9系统有时存在结合出错而出现“脱靶”现象,分析其可能原因是_________
(4)若要检测△Np63a基因是否已导入成功,可使用__________技术。被△Np63a基因成功转化的胰腺癌细胞体外培养时,在细胞水平上可能发生的变化有________
(5)在上述基因编辑过程中,下列核酸序列中应已知碱基序列的有_____________。
A.sgRNA识别序列B.同源臂1
C.同源臂2D.CMV启动子

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