Question

【題目】 HIV通過識別T細胞表面特有的蛋白質來侵染T細胞。2018年11月，有學者宣布，一對經過基因編輯的嬰兒在中國健康誕生，這對嬰兒的一個基因被切除，使其出生后即能抵抗HIV。其使用的是CRISPR—Cas9基因編輯技術，下圖為Cas9蛋白依據sgRNA片段切割DNA示意圖（不同的sgRNA可以識別不同的DNA序列）。

請回答下列問題：

（1）DNA重組技術主要用到的工具酶包括DNA連接酶和_______________，圖中充當該酶的物質是_________________。

（2）Cas9—sgRNA復合體能夠精準識別某核苷酸序列的原因可能是____________。

（3）經基因編輯過的嬰兒出生后能夠免遭HlV侵染的直接原因是________________。

（4）在獲得轉基因動物時一般對受精卵進行操作，通過___________技術將含有目的基因的表達載體直接注入，目的基因進入受體細胞并表達的過程稱為______________。

（5）操作后的受精卵需要先在發育培養液中繼續培養以檢查其____________，培養液必須添加____________等天然成分，后經____________段時間后，再經胚胎移植到雌性動物體內發育。移植胚胎能在受體內存活的原因是____________反應。

（6）基因編輯技術有著廣泛的應用前景，如果將西紅柿細胞中與乙烯合成的相關基因編輯切除，則這種西紅柿的果實將____________，從而獲得耐儲存的西紅柿新品種。

Answer 1

【答案】限制性核酸內切酶（限制酶） Cas9-sgRNA復合體 sgRNA能與特定的DNA片段發生堿基互補配對 T細胞表面缺少被HIV識別的蛋白質 顯微注射 轉化 受精狀況和發育能力 血清 早期胚胎培養 子宮對外來胚胎基本不發生免疫排斥 不能成熟

【解析】

1、中心法則：（1）遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；（2）遺傳信息可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯．后來中心法則又補充了遺傳信息從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA兩條途徑。

2、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的獲取，②基因表達載體的構建，③將目的基因導入受體細胞，④目的基因的檢測與鑒定。

(1) 使用CRISPR-Cas9系統進行基因編輯時，sgRNA分子的堿基序列與基因組DNA中特定堿基序列根據堿基互補配對原則結合在一起，該過程不需要酶催化，然后由Cas9催化磷酸二酯鍵水解，從而使DNA分子斷裂，再由DNA連接酶將切斷的DNA與提供的修復模板連接起來。由此可知，Cas9-sgRNA復合體應該是一種限制性核酸內切酶。

(2) 使用CRISPR-Cas9系統進行基因編輯時，sgRNA分子的堿基序列與基因組DNA中特定堿基序列根據堿基互補配對原則結合在一起。

(3) 由于T細胞表面缺少被HIV識別的蛋白質，經基因編輯過的嬰兒出生后能夠免遭HIV侵染。

(4) 真核細胞中沒有編碼Cas9的基因，可利用基因工程的方法構建基因表達載體，通過顯微注射技術將Cas9基因導入真核細胞。

(5) 在體外培養受精卵時，除給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還需要提供CO2以維持培養液的pH；培養受精卵時需要定期更換培養液，其原因是防止細胞代謝產物的積累對自身細胞代謝造成障礙。母體對移入子宮的外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應，這為胚胎在母體內存活提供了可能。

(6) 乙烯具有促進果實成熟的作用。如果將西紅柿細胞中與乙烯合成的相關基因編輯切除,則這種西紅柿不能合成乙烯，其果實將不能成熟，從而獲得耐儲存的西紅柿新品種。