蚊蟲分布范圍廣,生物量大,其中的雌蚊會(huì)叮咬人類,可傳播多種傳染病,須采取防控措施防止傳病蚊種泛濫。研究者利用CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)和同源重組修復(fù)技術(shù)提高蚊蟲群體中雄蚊比例。
(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雙鏈DNA的精確切割,由三部分組成:crRNA、tracrRNA及Cas9蛋白,如圖1。crRNA會(huì)與tracrRNA結(jié)合形成sgRNA,sgRNA通過 堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)與目標(biāo)DNA結(jié)合,引導(dǎo)Cas9蛋白對(duì)DNA進(jìn)行切割,導(dǎo)致其斷裂。
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(2)同源重組修復(fù)是一種高保真的DNA雙鏈斷裂、修復(fù)技術(shù),原理如圖2,其過程為CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)切割使DNA斷裂后,啟動(dòng)同源修復(fù),使得染色體DNA上的靶向序列被替換成所需序列。
①現(xiàn)需構(gòu)建基因表達(dá)載體,請(qǐng)結(jié)合圖2選出目的基因中必要的結(jié)構(gòu)或基因 BDBD。
A.限定在體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的啟動(dòng)子
B.限定在生殖細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的啟動(dòng)子
C.限定在受精卵內(nèi)表達(dá)的啟動(dòng)子
D.I-Ppol基因(能夠切割X染色體DNA的核酸酶基因)
E.氨芐青霉素抗性基因
②通過 顯微注射顯微注射技術(shù)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵,該受精卵發(fā)育成 雄雄性蚊蟲。Cas9蛋白將對(duì)應(yīng)的靶向序列進(jìn)行切割,以基因表達(dá)載體中同源序列間的DNA為模板進(jìn)行修復(fù),最終實(shí)現(xiàn)子代都繼承相應(yīng)基因,使群體中雄蚊比例升高。
(3)除利用轉(zhuǎn)基因滅蚊之外,還存在寄生菌滅蚊技術(shù),當(dāng)雄蚊被沃爾巴克菌感染后,精子會(huì)被細(xì)菌產(chǎn)生的毒素污染。健康雌蚊的卵細(xì)胞與這些“毒精子”相遇后,產(chǎn)生細(xì)胞質(zhì)不相容效應(yīng),導(dǎo)致后代無法正常發(fā)育。相對(duì)于寄生菌滅蚊,利用轉(zhuǎn)基因滅蚊的優(yōu)勢(shì)有 避免引入致病菌,減少污染;能穩(wěn)定遺傳,釋放少量蚊蟲即可起到控制作用;能夠持續(xù)起作用;避免引入致病菌,減少污染;能穩(wěn)定遺傳,釋放少量蚊蟲即可起到控制作用;能夠持續(xù)起作用;(答出兩點(diǎn))。
(4)目前我國(guó)尚不允許釋放轉(zhuǎn)基因蚊蟲,請(qǐng)解釋原因 降低生物多樣性;基因逃逸或者基因擴(kuò)散引發(fā)環(huán)境問題等降低生物多樣性;基因逃逸或者基因擴(kuò)散引發(fā)環(huán)境問題等。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過程綜合;基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用.
【答案】堿基互補(bǔ)配對(duì);BD;顯微注射;雄;避免引入致病菌,減少污染;能穩(wěn)定遺傳,釋放少量蚊蟲即可起到控制作用;能夠持續(xù)起作用;;降低生物多樣性;基因逃逸或者基因擴(kuò)散引發(fā)環(huán)境問題等
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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