题目内容
【题目】亨廷顿舞蹈病是由单基因(HTT)突变导致的神经退行性疾病,中科院利用基因编辑(CRISPR/Cas9)技术首次成功培育出亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型,为制备其它神经退行性疾病大动物模型提供了技术范本和理论依据。具体操作过程如下图:
(1)基因编辑技术所使用的CRISPR/Cas9系统需要对特定的DNA序列识别并切割,其功能类似于基因工程工具中的______。据图推测若要将基因片段“敲入”,还需用到类似于基因工程工具中的______。
(2)过程②所利用的生物技术是______。过程①~⑥体现的生物学原理是______。
(3)根据图1中信息,结合已有知识,基因编辑技术与转基因技术所利用的遗传学原理是_______。
(4)图1中成纤维细胞中的目的基因是_______。
(5)在此研究之前,研究人员已建立转基因亨廷顿舞蹈病的猪模型,但出生不久后即死亡。由图可知,与转基因猪模型相比,基因“敲入”猪模型优势在于______。
A.操作过程更简单 B.致病基因可遗传给后代
C.培育的时间较短 D.发生突变的概率更高
(6)假如上图中目的基因用J表示,其所在的DNA片段如下图2所示,图3示所用质粒的部分碱基序列。(现有4种限制酶:MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、EcoRⅠ,能识别的碱基序列和酶切位点分别为:C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、G↓AATTC)
据图2、3分析,构建重组质粒的过程中,能(宜)使用的限制酶是_______。
【答案】限制性核酸内切酶 DNA连接酶 细胞核移植技术 动物细胞核的全能性 基因重组 含人突变HTT基因片段的猪的HTT基因 B BamHⅠ
【解析】
本题结合图示考查基因工程的基本操作程序,以考查基本知识的掌握、利用知识分析问题能力和识图能力。
(1)基因工程中切割含有目的基因的DNA片段用限制酶, CRISPR/Cas9系统需要对特定的DNA序列识别并切割,所以其功能类似于限制性核酸内切酶。将基因片段“敲入”实质上基因拼接,还需用DNA连接酶。
(2)过程②是把含有目的基因的成纤维细胞导入去核卵母细胞,所利用的生物技术是细胞核移植技术。过程①~⑥过程把含有目的基因的重组细胞培养成了个体,体现动物细胞核的全能性。
(3)基因编辑技术与转基因技术所利用的遗传学原理是基因重组。
(4)含人突变HTT基因片段的猪HTT基因是图1过程中的目的基因。
(5)转基因亨廷顿舞蹈病的猪模型出生不久后即死亡,致使致病基因不能传递给子代,而基因“敲入”猪模型出生后能够存活,致病基因因而能够传递给后代,故选B。
(6)据图2,目的基因两侧的核苷酸序列可以被BamHⅠ和MboⅠ识别,但MboⅠ能够同时切割质粒中的G↓GATCC、↓GATC,从而破坏了抗生素A和B的抗性基因即标记基因,所以只能使用BamHⅠ。