高考生物学二轮总复习精品课件 专题8 生物技术与工程.ppt

(4)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除一个长度为1200bp的基因,在DNA水平上判断基因敲除是否成功所采用的方法是,基因敲除成功的判断依据是。?(5)某种蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人员将该蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9质粒中获得重组质粒,随后将其导入大肠杆菌细胞,通过基因编辑把该蛋白酶基因插入到基因组DNA中,构建得到能大量分泌该蛋白酶的工程菌。据图简述CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内,将该蛋白酶基因插入到基因组DNA的编辑过程:???。CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内进行转录和表达,转录的产物是sgRNA,表达的产物是Cas9蛋白,二者形成复合体,该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合,从而将该蛋白酶基因插入到基因组DNA中DNA分子杂交技术不出现杂交带解析(1)基因工程所需的工具酶有限制酶和DNA连接酶,限制酶负责切割,DNA连接酶负责连接,因此为构建CRISPR/Cas9重组质粒,需对含有特定sgRNA编码序列的DNA进行酶切处理,然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上,插入时所需要的酶是DNA连接酶。(2)大肠杆菌是原核生物,属于微生物,将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(3)根据题意可知,在CRISPR/Cas9基因编辑技术中,sgRNA是根据靶基因设计的向导RNA,能准确引导Cas9切割与sgRNA配对的靶基因DNA序列。Cas9能借助sgRNA分子与目标DNA进行特异性结合的原因在于sgRNA分子上的碱基序列与目标DNA分子上的碱基序列可以通过碱基互补配对原则实现sgRNA与目标DNA特定序列的特定识别,进而定位;由此可见,Cas9在功能上属于限制酶,可切割目标DNA特定的核苷酸序列。(4)可利用DNA分子杂交技术判断基因敲除是否成功,若不出现杂交带,则说明基因敲除成功。(5)根据图示可知:CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内进行转录和表达,转录的产物是sgRNA,表达的产物是Cas9蛋白,二者形成复合体,该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合,从而将该蛋白酶基因插入到基因组DNA中。练模拟·提能力5.(2023·山西校联考模拟)CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术,可用于基因敲除、定向基因突变和插入外源DNA分子。CRISPR具有靶向特异性,这是由两部分决定的,一部分是向导RNA和靶DNA之间的碱基配对,另一部分是Cas9蛋白复合体和一个短DNA序列(PAM序列),序列通常在靶DNA的3末端作用。Cas9内切酶是一种RNA引导的内切核酸酶,用于通过产生序列特异性双链断裂进行基因组编辑,向导RNA则作用于体内一种称为RNA编辑的后转录修饰过程中。下图为借助CRISPR/Cas9基因编辑技术插入外源基因的过程图,回答下列问题。(1)CRISPR是在细菌DNA中发现的一些重复序列,外来病毒DNA往往会被整合到这段序列附近并转录出向导RNA以引导Cas9内切酶切割病毒DNA。细菌细胞中的也能起到类似Cas9内切酶的作用,使脱氧核苷酸之间的断开。Cas9内切酶(填“会”或“不会”)切割细菌自身DNA,原因是??。转录产生的向导RNA来自病毒DNA序列,能与病毒DNA碱基互补配对,引导Cas9内切酶切割病毒DNA?限制酶磷酸二酯键不会(2)在对目的细胞进行基因编辑时,需要构建含Cas9蛋白基因和设计好的向导RNA基因的并导入受体细胞内,使其在细胞中表达出Cas9蛋白和向导RNA,并进入细胞核发挥作用。研究发现,即便向导RNA与目的序列完全互补,在PAM序列突变的情况下也无法引导Cas9内切酶,结合上图推测PAM序列的作用是?。?PAM序列通过与靶DNA的3末端特异性结合后才能使CRISPR/Cas9发挥作用表达载体(3)真核细胞的DNA被切割后,会发生修复连接,便有可能实现连人供体DNA分子。若要利用CRISPR/Cas9技术敲除实验动物某个致病基因获得正常细胞,试提出操作思路:??。?测定致病基因上游和下游的序列并设计好对应向导RNA和PAM序列,将两种表达载体都导入受体细胞,对致病基因的上游和下游都进行切割,修复后有一定概率得到致病基因被敲除的正常细胞解析(1)细菌细胞中的限制性内切核酸酶与Cas9内切酶类似,都能使脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开;Cas9内切酶不会切割细菌自身DNA分子,根据信息,病毒DNA整合到CR