Question

【题目】 HIV通过识别T细胞表面特有的蛋白质来侵染T细胞。2018年11月，有学者宣布，一对经过基因编辑的婴儿在中国健康诞生，这对婴儿的一个基因被切除，使其出生后即能抵抗HIV。其使用的是CRISPR—Cas9基因编辑技术，下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA示意图（不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列）。

请回答下列问题：

（1）DNA重组技术主要用到的工具酶包括DNA连接酶和_______________，图中充当该酶的物质是_________________。

（2）Cas9—sgRNA复合体能够精准识别某核苷酸序列的原因可能是____________。

（3）经基因编辑过的婴儿出生后能够免遭HlV侵染的直接原因是________________。

（4）在获得转基因动物时一般对受精卵进行操作，通过___________技术将含有目的基因的表达载体直接注入，目的基因进入受体细胞并表达的过程称为______________。

（5）操作后的受精卵需要先在发育培养液中继续培养以检查其____________，培养液必须添加____________等天然成分，后经____________段时间后，再经胚胎移植到雌性动物体内发育。移植胚胎能在受体内存活的原因是____________反应。

（6）基因编辑技术有着广泛的应用前景，如果将西红柿细胞中与乙烯合成的相关基因编辑切除，则这种西红柿的果实将____________，从而获得耐储存的西红柿新品种。

Answer 1

【答案】限制性核酸内切酶（限制酶） Cas9-sgRNA复合体 sgRNA能与特定的DNA片段发生碱基互补配对 T细胞表面缺少被HIV识别的蛋白质 显微注射 转化 受精状况和发育能力 血清 早期胚胎培养 子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥 不能成熟

【解析】

1、中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译．后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。

2、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。

(1) 使用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑时，sgRNA分子的碱基序列与基因组DNA中特定碱基序列根据碱基互补配对原则结合在一起，该过程不需要酶催化，然后由Cas9催化磷酸二酯键水解，从而使DNA分子断裂，再由DNA连接酶将切断的DNA与提供的修复模板连接起来。由此可知，Cas9-sgRNA复合体应该是一种限制性核酸内切酶。

(2) 使用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑时，sgRNA分子的碱基序列与基因组DNA中特定碱基序列根据碱基互补配对原则结合在一起。

(3) 由于T细胞表面缺少被HIV识别的蛋白质，经基因编辑过的婴儿出生后能够免遭HIV侵染。

(4) 真核细胞中没有编码Cas9的基因，可利用基因工程的方法构建基因表达载体，通过显微注射技术将Cas9基因导入真核细胞。

(5) 在体外培养受精卵时，除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供CO2以维持培养液的pH；培养受精卵时需要定期更换培养液，其原因是防止细胞代谢产物的积累对自身细胞代谢造成障碍。母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在母体内存活提供了可能。

(6) 乙烯具有促进果实成熟的作用。如果将西红柿细胞中与乙烯合成的相关基因编辑切除,则这种西红柿不能合成乙烯，其果实将不能成熟，从而获得耐储存的西红柿新品种。