题目内容

14.猪的肌肉生长抑制素(MSTN)基因可抑制肌细胞的增殖和分化.CRISPR/Cas9是一种最新出现的基因编辑技术,其主要过程是向导RNA(gRNA,含与目的基因部分序列配对的单链区)与Cas9核酸酶结合,引导Cas9核酸酶对DNA局部解旋并进行定点切割.科研人员利用该技术定向敲除猪胎儿成纤维细胞中MSTN基因,以期获得生长速度快、瘦肉率高的新品种.过程如图,其中BsmBI、Kpnl、EC0RI表示相应限制酶的识别位点.分析回答:

(1)图中①过程用到的工具酶有BsmBI限制酶和DNA连接酶,图中gRNA基因序列设计的主要依据是MSTN基因两端的核苷酸序列.
(2)科研人员可利用显微注射技术(方法)将重组质粒导入猪成纤维细胞,经转录和翻译过程合成Cas9核酸酶.
(3)过程③与DNA复制相比,特有的碱基配对方式有U-A.
(4)分析发现某基因敲除细胞株中MSTN基因的表达水平为正常细胞的50%,说明细胞中位于一对染色体上的两个MSTN基因中仅一个被敲除.
(5)欲利用MSTN基因缺失成纤维细胞培育成MSTN基因缺失猪,请简要写出基本的流程.将MSTN基因缺失成纤维细胞的核移植到去除核的卵母细胞中,经早期胚胎培养获得胚胎,胚胎移植后培养获得MSTN基因缺失猪.

分析 分析题图:图示是利用该技术定向敲除猪胎儿成纤维细胞中MSTN基因,以期获得生长速度快、瘦肉率高的新品种的过程.其中①表示基因表达载体的构建过程,②表示RNA(gRNA,含与目的基因部分序列配对的单链区)与Cas9核酸酶结合的过程,③表示RNA与Cas9核酸酶结合后引导Cas9核酸酶对DNA局部解旋并进行定点切割.

解答 解:(1)图中①表示基因表达载体的构建过程,该过程首先要用同种限制酶切割外源DNA分子和运载体(普通质粒与重组质粒中的限制酶切割位点可知,这里使用的是BsmBI限制酶),其次要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA;要定向敲除猪胎儿成纤维细胞中MSTN基因,则图中gRNA基因序列设计的主要依据是MSTN基因两端的核苷酸序列.
(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个步骤.
(3)过程③中DNA和RNA之间的碱基配对方式是A-U、T-A、C-G、G-C,而DNA复制过程中的碱基配对方式为A-T、T-A、C-G、G-C,因此过程③与DNA复制相比,特有的碱基配对方式有A-U.
(4)分析发现某基因敲除细胞株中MSTN基因的表达水平为正常细胞的50%,说明该植株相当于杂合子,即细胞中位于一对染色体上的两个MSTN基因中仅一个被敲除.
(5)利用MSTN基因缺失成纤维细胞培育成MSTN基因缺失猪的基本的流程为:将MSTN基因缺失成纤维细胞的核移植到去除核的卵母细胞中,经早期胚胎培养获得胚胎,胚胎移植后培养获得MSTN基因缺失猪.
故答案为:
(1)BsmBI限制酶和DNA连接酶    MSTN基因两端的核苷酸序列
(2)显微注射技术    转录和翻译
(3)U-A
(4)细胞中位于一对染色体上的两个MSTN基因中仅一个被敲除
(5)将MSTN基因缺失成纤维细胞的核移植到去除核的卵母细胞中,经早期胚胎培养获得胚胎,胚胎移植后培养获得MSTN基因缺失猪

点评 本题结合图解,考查基因工程和胚胎工程的相关知识,要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤,掌握各步骤中需要注意的细节;识记胚胎工程技术及其应用,能结合图中信息准确答题.

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