2020年諾貝爾化學(xué)獎頒給了Emmanuelle Charpentier 和Jennifer A.Doudmna,以表彰她們開發(fā)出一種基因組編輯方法，該種基因組編輯技術(shù)常用CRISPR/Cas9系統(tǒng)。水稻第8號染色體上的Badh2基因編碼含503個氨基酸的甜菜堿脫氫酶，該基因突變可影響香味物質(zhì)2-AP。為研究Badh2基因與水稻香味的關(guān)系，科研人員用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)對水稻Badh2基因進行編輯，從而獲得一株突變體。
（1）CRISPR/Cas9系統(tǒng)包含gRNA和Cas9蛋白，水稻細胞表達該系統(tǒng)需獲得的目的基因序列是 gRNA（或雙鏈的gRNA）和Cas9蛋白的DNAgRNA（或雙鏈的gRNA）和Cas9蛋白的DNA，然后利用 限制酶和DNA連接限制酶和DNA連接酶構(gòu)建基因表達載體。為了將含有上述載體的受體細胞篩選出來，該載體上還需包含 抗生素抗性基因抗生素抗性基因序列。
（2）水稻Badh2基因包含15個外顯子序列（位于目的基因內(nèi)的編碼序列）和14個內(nèi)含子序列（位于目的基因內(nèi)的非編碼序列），其中 外顯子外顯子（填“外顯子”或“內(nèi)含子”）序列就是編碼甜菜堿脫氫酶的序列，推測其堿基總數(shù)至少有 30183018個，基因的表達離不開啟動子，原因是 基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。
（3）科研人員用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對水稻Badh2基因進行編輯后獲得8個T0代轉(zhuǎn)基因植株，然后對每個轉(zhuǎn)基因苗進行基因測序。首先提取相應(yīng)的DNA進行PCR擴增實驗，該技術(shù)需設(shè)計特異性引物，目的是 引物與目的基因的特定序列結(jié)合后，熱穩(wěn)定性 DNA 聚合酶才能結(jié)合到引物上，從而開始子鏈 DNA 的合成引物與目的基因的特定序列結(jié)合后，熱穩(wěn)定性 DNA 聚合酶才能結(jié)合到引物上，從而開始子鏈 DNA 的合成。PCR技術(shù)擴增結(jié)果顯示有一個T0轉(zhuǎn)基因苗被成功編輯，待其成熟后播種其種子獲得T1代植株，測序發(fā)現(xiàn)其Badh2基因的第1外顯子發(fā)生一個堿基T的插入，據(jù)此推測，與野生型相比，T1代植株 Badh2基因控制合成的甜菜堿脫氫酶的氨基酸序列 發(fā)生發(fā)生（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）改變，原因是 堿基T插入Badh2基因的外顯子會使堿基序列改變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄形成的 mRNA 上的密碼子發(fā)生改變堿基T插入Badh2基因的外顯子會使堿基序列改變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄形成的 mRNA 上的密碼子發(fā)生改變。
（4）為進一步研究Badh2基因在轉(zhuǎn)基因植株后代中的作用，科研人員提取并定量分析了野生型和T1突變體的 Badh2基因的RNA總量和2-AP含量，結(jié)果如圖所示，據(jù)此推測 Badh2基因與水稻香味的關(guān)系是 Badh2基因表達量降低會使香味物質(zhì)2-AP含量顯著提高Badh2基因表達量降低會使香味物質(zhì)2-AP含量顯著提高。
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【答案】gRNA（或雙鏈的gRNA）和Cas9蛋白的DNA；限制酶和DNA連接；抗生素抗性基因；外顯子；3018；基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄；引物與目的基因的特定序列結(jié)合后，熱穩(wěn)定性 DNA 聚合酶才能結(jié)合到引物上，從而開始子鏈 DNA 的合成；發(fā)生；堿基T插入Badh2基因的外顯子會使堿基序列改變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄形成的 mRNA 上的密碼子發(fā)生改變；Badh2基因表達量降低會使香味物質(zhì)2-AP含量顯著提高
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：27引用：3難度：0.7
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1．下列有關(guān)基因工程技術(shù)和蛋白質(zhì)工程技術(shù)敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.7 -
2．幾丁質(zhì)是許多真菌細胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}：
（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得?；蛭膸彀?和。
（2）生物體細胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時，解開DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的。
（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有和，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是。
（4）提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是。
（5）若獲得的轉(zhuǎn)基因植株（幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中）抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是。發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：2引用：2難度：0.6 -
3．下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/31 5:0:5組卷：3引用：2難度：0.7
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