Question

【題目】亨廷頓舞蹈病是由單基因（HTT）突變導(dǎo)致的神經(jīng)退行性疾病，中科院利用基因編輯（CRISPR/Cas9）技術(shù)首次成功培育出亨廷頓舞蹈病的基因“敲入”豬模型，為制備其它神經(jīng)退行性疾病大動(dòng)物模型提供了技術(shù)范本和理論依據(jù)。具體操作過程如下圖：

（1）基因編輯技術(shù)所使用的CRISPR/Cas9系統(tǒng)需要對(duì)特定的DNA序列識(shí)別并切割，其功能類似于基因工程工具中的______。據(jù)圖推測(cè)若要將基因片段“敲入”，還需用到類似于基因工程工具中的______。

（2）過程②所利用的生物技術(shù)是______。過程①~⑥體現(xiàn)的生物學(xué)原理是______。

（3）根據(jù)圖1中信息，結(jié)合已有知識(shí)，基因編輯技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)所利用的遺傳學(xué)原理是_______。

（4）圖1中成纖維細(xì)胞中的目的基因是_______。

（5）在此研究之前，研究人員已建立轉(zhuǎn)基因亨廷頓舞蹈病的豬模型，但出生不久后即死亡。由圖可知，與轉(zhuǎn)基因豬模型相比，基因“敲入”豬模型優(yōu)勢(shì)在于______。

A．操作過程更簡(jiǎn)單 B．致病基因可遺傳給后代

C．培育的時(shí)間較短 D．發(fā)生突變的概率更高

（6）假如上圖中目的基因用J表示，其所在的DNA片段如下圖2所示，圖3示所用質(zhì)粒的部分堿基序列。（現(xiàn)有4種限制酶：MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、EcoRⅠ，能識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為：C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、G↓AATTC）

據(jù)圖2、3分析，構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，能（宜）使用的限制酶是_______。

Answer 1

【答案】限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 細(xì)胞核移植技術(shù) 動(dòng)物細(xì)胞核的全能性 基因重組 含人突變HTT基因片段的豬的HTT基因 B BamHⅠ

【解析】

本題結(jié)合圖示考查基因工程的基本操作程序，以考查基本知識(shí)的掌握、利用知識(shí)分析問題能力和識(shí)圖能力。

（1）基因工程中切割含有目的基因的DNA片段用限制酶， CRISPR/Cas9系統(tǒng)需要對(duì)特定的DNA序列識(shí)別并切割，所以其功能類似于限制性核酸內(nèi)切酶。將基因片段“敲入”實(shí)質(zhì)上基因拼接，還需用DNA連接酶。

（2）過程②是把含有目的基因的成纖維細(xì)胞導(dǎo)入去核卵母細(xì)胞，所利用的生物技術(shù)是細(xì)胞核移植技術(shù)。過程①~⑥過程把含有目的基因的重組細(xì)胞培養(yǎng)成了個(gè)體，體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。

（3）基因編輯技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)所利用的遺傳學(xué)原理是基因重組。

（4）含人突變HTT基因片段的豬HTT基因是圖1過程中的目的基因。

（5）轉(zhuǎn)基因亨廷頓舞蹈病的豬模型出生不久后即死亡，致使致病基因不能傳遞給子代，而基因“敲入”豬模型出生后能夠存活，致病基因因而能夠傳遞給后代，故選B。

（6）據(jù)圖2，目的基因兩側(cè)的核苷酸序列可以被BamHⅠ和MboⅠ識(shí)別，但MboⅠ能夠同時(shí)切割質(zhì)粒中的G↓GATCC、↓GATC，從而破壞了抗生素A和B的抗性基因即標(biāo)記基因，所以只能使用BamHⅠ。