基因驅(qū)動(dòng)是指特定基因有偏向性地遺傳給下一代的自然現(xiàn)象??茖W(xué)家借助CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù),研發(fā)出人工基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并在擬南芥和蚊子等生物中實(shí)現(xiàn)了外部引入的基因多代遺傳。在作物快速育種、根除瘧疾等方面具有廣闊的前景。
(1)為研發(fā)擬南芥藍(lán)光受體CRY1基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),科學(xué)家首先構(gòu)建了基因驅(qū)動(dòng)元件,導(dǎo)入擬南芥細(xì)胞,在細(xì)胞中表達(dá)Cas9/gRNA復(fù)合物,其中g(shù)RNA的作用是 識(shí)別和結(jié)合DNA特定序列識(shí)別和結(jié)合DNA特定序列,并引導(dǎo)Cas9蛋白酶 切斷DNA雙鏈切斷DNA雙鏈,將基因驅(qū)動(dòng)元件精確插入到一條染色體上的CRY1基因中(如圖1),該過(guò)程屬于定點(diǎn) 基因突變基因突變(基因突變/染色體變異)。
(2)為確定基因驅(qū)動(dòng)元件是否插入CRY1基因,選擇引物P1和P4進(jìn)行PCR-電泳,結(jié)果如圖2。條帶1的大小約為7800bp,條帶2的大小約為3200bp。其中M加樣孔加入的是 已知大小的不同長(zhǎng)度的DNA混合物(標(biāo)準(zhǔn)樣液)已知大小的不同長(zhǎng)度的DNA混合物(標(biāo)準(zhǔn)樣液),基因驅(qū)動(dòng)元件成功插入的是條帶 11,基因驅(qū)動(dòng)元件的大小約為 4600bp4600bp左右。
(3)利用同源定向修復(fù)功能,使另一條同源染色體上也插入基因驅(qū)動(dòng)元件,從而獲得CRY1基因純合突變體。用CRY1基因純合突變體作為母本與野生型父本雜交,F(xiàn)1中有多達(dá)8%的植株為純合突變體。請(qǐng)解釋純合突變體產(chǎn)生的原因。 F1中來(lái)自母本的基因驅(qū)動(dòng)序列通過(guò)同源定向修復(fù),使來(lái)自父本的同源染色體上也插入CRY1基因驅(qū)動(dòng)元件F1中來(lái)自母本的基因驅(qū)動(dòng)序列通過(guò)同源定向修復(fù),使來(lái)自父本的同源染色體上也插入CRY1基因驅(qū)動(dòng)元件
(4)用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)改造傳播瘧疾的按蚊X染色體上的A基因獲得a基因,含a基因的精子不能成活。用改造后的純合雌蚊突變體與野生型雄蚊交配,子一代相互交配,子二代的性別是 全雄全雄,且子二代中含有a基因的比例 大于大于(填“大于”“等于”或“小于”)12。若將基因驅(qū)動(dòng)雌蚊釋放到瘧疾疫區(qū),瘧疾發(fā)病率將會(huì) 下降下降,原因是 破壞按蚊種群的性別比例,導(dǎo)致出生率下降,種群密度下降傳播瘧疾概率降低破壞按蚊種群的性別比例,導(dǎo)致出生率下降,種群密度下降傳播瘧疾概率降低。
1
2
【答案】識(shí)別和結(jié)合DNA特定序列;切斷DNA雙鏈;基因突變;已知大小的不同長(zhǎng)度的DNA混合物(標(biāo)準(zhǔn)樣液);1;4600bp;F1中來(lái)自母本的基因驅(qū)動(dòng)序列通過(guò)同源定向修復(fù),使來(lái)自父本的同源染色體上也插入CRY1基因驅(qū)動(dòng)元件;全雄;大于;下降;破壞按蚊種群的性別比例,導(dǎo)致出生率下降,種群密度下降傳播瘧疾概率降低
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:16引用:1難度:0.5
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1.數(shù)字PCR技術(shù)是一種核酸分子絕對(duì)定量技術(shù),其原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.應(yīng)根據(jù)目的基因的一段已知序列設(shè)計(jì)兩種引物 B.PCR每一循環(huán)包括變性、復(fù)性和延伸三個(gè)過(guò)程 C.PCR結(jié)束后有靶分子的反應(yīng)單位能檢測(cè)出熒光 D.每個(gè)反應(yīng)單位中都需要加入解旋酶和耐高溫DNA聚合酶 發(fā)布:2024/12/30 23:30:2組卷:6引用:2難度:0.6 -
2.PCR技術(shù)不僅可以擴(kuò)增目的基因,還可用于定點(diǎn)誘變目的基因等。大引物PCR就是一種定點(diǎn)突變技術(shù)。大引物PCR需要用到引物進(jìn)行兩次PCR,其操作步驟為:
①根據(jù)目的基因序列設(shè)計(jì)引物,得到兩個(gè)常規(guī)引物,分別為常規(guī)上游引物和常規(guī)下游引物;
②根據(jù)突變堿基所處序列位置設(shè)計(jì)突變上游引物,突變位點(diǎn)位于突變引物序列的中間位置
③由突變上游引物與常規(guī)下游引物進(jìn)行第一次PCR反應(yīng)得到下游大引物;
④用得到的下游大引物中和另一個(gè)常規(guī)上游引物進(jìn)行第二次PCR擴(kuò)增,得到突變目的基因序列?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)PCR擴(kuò)增的第一步是使雙鏈模板DNA變性。DNA中G+C的含量與變性要求的溫度有關(guān),DNA中G+C的含量越多,要求的變性溫度越高。其原因是
(2)在第一次PCR反應(yīng)中,形成圖示雙鏈DNA至少要經(jīng)過(guò)
(3)如果要利用微生物進(jìn)一步克隆PCR定點(diǎn)誘變產(chǎn)物,其步驟包括:發(fā)布:2024/12/30 23:0:2組卷:32引用:3難度:0.6 -
3.下列關(guān)于DNA片段擴(kuò)增及其鑒定的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>
A.在凝膠中DNA分子的遷移速率主要和DNA分子的大小、構(gòu)象等有關(guān) B.凝膠中DNA分子通過(guò)染色,可以在波長(zhǎng)300nm的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái) C.該實(shí)驗(yàn)用到的緩沖液和酶,使用前為加快融化速度,從冰箱取出直接水浴加熱 D.電泳技術(shù)可以用于人類親子鑒定、生物間親緣關(guān)系的鑒定 發(fā)布:2024/12/30 23:30:2組卷:3引用:3難度:0.7
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