Question

5．研究者根据果蝇染色体上红眼基因B设计出sgRNA，导入果蝇早期胚胎细胞，“敲除”部分胚胎细胞中的红眼基因B，得到镶嵌体果蝇（即复眼中部分小眼呈红色，部分小眼呈白色），如表．

sgRNA（ng/mL）	0	125	250	500	1000
胚胎存活率（%）	16	8	6	7	3
镶嵌体果蝇比例（%）	0	10	17	50	86

（1）由实验结果分析，若要从相同数量的早期胚胎中获得数量最多的镶嵌体果蝇，应选用的sgRNA最佳浓度为500ng/mL．
（2）如图所示，敲除基因时，sgRNA与红眼基因B的部分序列互补配对，可出现的碱基互补配对方式包括A-T、U-A、G-C（C-G），细胞内的Cas9酶在配对区域定点剪切，引起红眼基因B发生碱基对缺失．基因敲除后，DNA连接酶会修复DNA切口处的磷酸二酯键．

（3）这种定点敲除基因的方法为艾滋病的治疗提供了思路．HIV通过识别膜蛋白C侵入宿主细胞，研究者可以根据膜蛋白C基因的核苷酸序列设计sgRNA，导人骨髓造血干细胞中，在相应酶的配合下定点敲除基因，从而使新分化生成的T淋巴细胞免受HIV侵染．

Answer 1

分析 1、分析表格可知，和对照组相比，注射sgRNA会导致果蝇胚胎的存活率下降，并且浓度越高，镶嵌体果蝇比例就越大．
2、基因工程的工具包括限制酶、DNA连接酶、运载体，其中限制酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键．

解答 解：（1）根据实验表格数据结果分析，sgRNA的导入降低了果蝇胚胎的存活率．表格中只有sgRNA浓度为500和1000的两组中镶嵌体果蝇比例较高，而500浓度的一组胚胎成活率高，因此若要从相同数量的早期胚胎中获得数量最多的镶嵌体果蝇，应选用的sgRNA浓度为500ng/mL．
（2）分析敲除过程图示可知，敲除基因时，sgRNA与红眼基因B的部分序列互补配对，RNA和DNA两条链之间的碱基互补配对方式包括A-T、U-A、G-C（C-G）．细胞内的Cas9酶在配对区域定点剪切，引起红眼基因B发生碱基对缺失，导致基因突变．DNA连接酶会将两个DNA片段之间的磷酸二酯键连接．
（3）HIV通过识别膜蛋白C侵入宿主细胞，研究者可以根据膜蛋白C基因的核苷酸序列设计sgRNA，导人骨髓造血干（或“淋巴干”）细胞中，有效阻止HIV侵染新分化生成的T淋巴细胞．
故答案为：
（1）500
（2）A-T、U-A、G-C（C-G）      缺失    磷酸二酯键
（3）膜蛋白C基因的核苷酸     造血干

点评 本题以“基因敲除”为题材，考查了基因工程以及基因突变的有关知识，要求考生能够根据实验表格数据得出相应的实验结论，能够根据敲除过程图解明确敲除的本质，掌握基因突变的概念和类型，再结合所学知识准确答题．