Question

8．研究者根據(jù)果蠅X染色體上紅眼基因B設(shè)計(jì)出sgRNA，導(dǎo)入果蠅早期胚胎細(xì)胞，“敲除”部分胚胎細(xì)胞中的紅眼基因B，得到鑲嵌體果蠅（即復(fù)眼中部分小眼呈紅色，部分小眼呈白色），如下表．

sgRNA 濃度（ng/mL）	不注射	0	125	250	500	1000
胚胎存活率（%）	16	11	8	6	7	3
鑲嵌體果蠅比例（%）	0	0	10	17	50	86

（1）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，sgRNA的導(dǎo)入降低了果蠅胚胎的存活率，若要從相同數(shù)量的早期胚胎中獲得數(shù)量最多的鑲嵌體果蠅，應(yīng)選用的sgRNA濃度為500ng/mL．
（2）如圖所示，敲除基因時(shí)，sgRNA與紅眼基因B的部分序列互補(bǔ)配對(duì)，細(xì)胞內(nèi)的Cas9酶在配對(duì)區(qū)域定點(diǎn)剪切，引起紅眼基因B發(fā)生堿基對(duì)缺失，導(dǎo)致基因突變．該過程中，sgRNA和Cas9酶共同剪切DNA的作用類似于限制（或“限制性核酸內(nèi)切”）酶的作用，敲除后需要DNA連接酶對(duì)DNA上的切口進(jìn)行修復(fù)．

（3）若研究者要通過測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鑲嵌體雄果蠅的基因組成，應(yīng)將鑲嵌體雄果蠅與表現(xiàn)型為白眼雌性的果蠅進(jìn)行雜交，預(yù)期雜交后代的表現(xiàn)型是紅眼雌性、白眼雌性、白眼雄性．
（4）這種定點(diǎn)敲除基因的方法為艾滋病的治療提供了一個(gè)思路．HIV通過識(shí)別膜蛋白C侵入宿主細(xì)胞，研究者可以根據(jù)膜蛋白C基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)sgRNA，導(dǎo)人骨髓造血干（或“淋巴干”）細(xì)胞中，有效阻止HIV侵染新分化生成的T淋巴細(xì)胞．

Answer 1

分析 1、分析表格可知，和對(duì)照組相比，注射sgRNA會(huì)導(dǎo)致果蠅胚胎的存活率下降，并且濃度越高，鑲嵌體果蠅比例就越大．
2、基因工程的工具包括限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)結(jié)果分析，sgRNA的導(dǎo)入降低了果蠅胚胎的存活率．表格中只有sgRNA濃度為500和1000的兩組中鑲嵌體果蠅比例，而500濃度的一組胚胎成活率高，因此若要從相同數(shù)量的早期胚胎中獲得數(shù)量最多的鑲嵌體果蠅，應(yīng)選用的sgRNA濃度為500ng/mL．
（2）分析敲除過程圖示可知，敲除基因時(shí)，sgRNA與紅眼基因B的部分序列互補(bǔ)配對(duì)，細(xì)胞內(nèi)的Cas9酶在配對(duì)區(qū)域定點(diǎn)剪切，引起紅眼基因B發(fā)生堿基對(duì)缺失，導(dǎo)致基因突變．該過程中，sgRNA和Cas9酶共同剪切DNA的作用類似于限制（或“限制性核酸內(nèi)切”）酶的作用，敲除后需要DNA連接酶對(duì)DNA上的切口進(jìn)行修復(fù)．
（3）題干中提出，“敲除”部分胚胎細(xì)胞中的紅眼基因B，得到鑲嵌體果蠅（即復(fù)眼中部分小眼呈紅色，部分小眼呈白色），因此研究者要通過測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鑲嵌體雄果蠅的基因組成，應(yīng)將鑲嵌體雄果蠅與表現(xiàn)型為白眼雌性的果蠅進(jìn)行雜交，預(yù)期雜交后代的表現(xiàn)型是紅眼雌性、白眼雌性、白眼雄性．
（4）HIV通過識(shí)別膜蛋白C侵入宿主細(xì)胞，研究者可以根據(jù)膜蛋白C基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)sgRNA，導(dǎo)人骨髓造血干（或“淋巴干”）細(xì)胞中，有效阻止HIV侵染新分化生成的T淋巴細(xì)胞．
故答案為：
（1）降低    500
（2）缺失    限制（或“限制性核酸內(nèi)切”）    DNA連接
（3）白眼雌性    紅眼雌性、白眼雌性、白眼雄性
（4）膜蛋白C基因    造血干（或“淋巴干”）

點(diǎn)評(píng) 本題以“基因敲除”為題材，考查了基因工程以及伴性遺傳的有關(guān)知識(shí)，要求考生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能夠根據(jù)敲除過程圖解明確敲除的本質(zhì)，并能夠利用測(cè)交實(shí)驗(yàn)對(duì)敲除實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，具有一定的難度．