高中 | 第1 节 基因突变和基因重组 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第五章 基因突变及其他变异

第1 节 基因突变和基因重组

$\rm CCR5$是人体的正常基因,其编码的细胞膜$\rm CCR5$蛋白是$\rm HIV-I$(人类免疫缺陷病毒$\rm I$型)感染的“入口”。有研究用“$\rm CRISPR/Cas9$”技术对该基因进行定点编辑并植入胚胎

$\rm Cas9$蛋白和向导$\rm RNA$序列注入受精卵的方法称为                技术。

据图$\rm 1$可知,“$\rm CRISPR/Cas9$”技术中,首先由具识别序列的                引导定位至目标$\rm DNA$序列,然后由$\rm Cas9$蛋白将$\rm DNA$切断。这两种物质的作用结果类似于基因工程中                的作用,若识别序列为$\rm\cdots\cdots UCCAGAAUC\cdots\cdots$$\rm DNA$对应区域$\rm \alpha$链的碱基序列为                

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显微注射;向导$\\rm RNA$;限制酶;$\\rm\\cdots\\cdots TCCAGAATC\\cdots\\cdots$

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图中信息“用细针将向导$\rm RNA$序列和$\rm Cas9$蛋白注入受精卵”,所以所用的方法为显微注射技术。由图$\rm 1$可知在“$\rm CRISPR/Cas9$”技术中,具识别序列的是向导$\rm RNA$,其作用是引导定位至目标$\rm DNA$序列,然后由$\rm Cas9$蛋白将$\rm DNA$切断。这两种物质的作用结果类似于基因工程中限制酶(识别特定序列的脱氧核苷酸序列并切割特定的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键)的作用,从图$\rm 1$中可以看出向导$\rm RNA$与目标$\rm DNA$$\rm \beta$链互补配对,$\rm DNA$$\rm \beta$链原来与$\rm \alpha$链碱基互补,则$\rm DNA$对应区域$\rm \alpha$链的碱基序列为$\rm\cdots\cdots TCCAGAATC\cdots\cdots$

基因编辑过程中可能会产生“脱靶”(对$\rm CCR5$基因以外的其他基因进行了编辑)现象,最可能的原因是                                                                

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其他基因中有可被向导$\\rm RNA$识别的序列(与向导$\\rm RNA$识别序列互补的序列)

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基因编辑过程向导$\rm RNA$识别目标$\rm DNA$的序列,若其他基因中有可被向导$\rm RNA$识别的序列(与向导$\rm RNA$识别序列互补的序列),则基因编辑过程中就可能会产生“脱靶”(对$\rm CCR5$基因以外的其他基因进行了编辑)现象。

胚胎$\rm 2$的两个变异$\rm CCR5$基因编码的蛋白质中,氨基酸数目都减少,其原因是                都可能使转录出的$\rm mRNA$序列改变,导致终止密码子提前出现。变异的$\rm CCR5$蛋白无法装配到细胞膜上,从而实现对$\rm HIV-I$的抗性。

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基因中碱基对的增添、缺失

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$\rm 2$中胚胎$\rm 2$的两个$\rm CCR5$基因增添或缺失了几对碱基对,可能使转录出的$\rm mRNA$序列改变,导致终止密码子提前出现,最终使两个变异$\rm CCR5$基因编码的蛋白质中,氨基酸数目都减少,变异的$\rm CCR5$蛋白无法装配到细胞膜上,从而实现对$\rm HIV-I$的抗性。

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