热点一：基因编辑技术-2024高考生物热点强化与训练

热点一：基因编辑技术 热点导读 基因编辑是指通过基因编辑技术对生物体基因组特定目标进行修饰的过程。高效而精准的实现基因插入、缺失或替换，从而改变其遗传信息和表现型特征。 Crisper Cas9技术导读 1.设计gRNA：gRNA是由CRISPR-Cas9系统识别并切割目标DNA的关键部分。我们需要在目标基因中选择一个合适的靶点序列，设计gRNA来引导Cas9蛋白识别并切割该序列。 2.构建质粒：质粒是携带CRISPR-Cas9系统和gRNA的载体。在构建质粒时，我们需要将Cas9基因和gRNA序列克隆到质粒中，并确保它们可以在细胞中稳定表达。 3.转染细胞：将质粒转染到目标细胞中，让它们表达CRISPR-Cas9系统并编辑目标基因。转染可以通过电穿孔或者化学转染的方法进行。 4.鉴定细胞：最后一步是对成功转染的细胞进行筛选，通过PCR和测序的方法，筛选出具有目标基因敲除的细胞。 高考考点链接 1.基因的结构与表达 2.基因工程 习题训练 1．CD3D严重联合免疫缺陷（SCID）是由CD3D基因突变引起的，该突变阻止了T细胞生长发育所需的CD3D蛋白的合成。科研人员对第3代CRISPR/Cas9基因编辑系统进行改造，获得一种超精确的腺嘌呤碱基编辑系统（ABE），该系统主要由向导sgRNA、Cas9切口酶和腺嘌呤脱氨酶组成，作用机制如图1。利用该系统在CD3D-SCID患者的造血干细胞中可以更正约71.2%的致病突变。    (1)研究发现，Cas9切口酶催化双链DNA 键水解，腺嘌呤脱氨酶催化腺嘌呤核苷酸转变成次黄嘌呤核苷酸，次黄嘌呤核苷酸可以和胞嘧啶核苷酸碱基互补配对，据此推测，至少通过 次DNA复制可以完成修复。 (2)sgRNA是人工合成的一段能与靶基因互补配对的特殊序列，由23个连续碱基组成。sgRNA设计是否合理，对于CRISPR/Cas9基因编辑系统的切割有重要影响，否则会导致sgRNA脱靶，试分析其原因是 。 (3)为了对改造后的CD3D基因进行研究，把CD3D基因和His标签基因（His标签由6个组氨酸组成）连接起来构建融合基因，并构建重组基因表达载体，图2为载体、CD3D基因的结构、不同限制酶的识别序列及切割位点，欲将标签基因连接在CD3D基因编码区的末端，已知组氨酸的密码子为CAU，终止密码子为UAG。    ①PCR的一般过程为 ，在变性之前通常有预变性，其目的是 。判断是否扩增出DNA片段，判断的依据是在紫外灯下直接观察DNA条带的分布及 来评价扩增的结果。如果电泳鉴定的结果不止一条条带分析可能的原因有 （至少答两点）。 ②写出His的基因编码链的碱基序列5′ 3′。 ③为构建融合基因并将其插入载体，科研人员设计了一对与CD3D基因编码区两端序列互补配对的引物，设计时需在引物 （填“A”或“B”）的5′端增加限制酶 的识别序列和His基因的编码序列，请写出该引物开头的12个碱基序列：5′ 3′。 2．I.科学家用植物体细胞杂交方法，将番茄叶肉细胞的原生质体和马铃薯块茎细胞的原生质体融合，成功地培育出了“番茄一马铃薯”杂种植株，如图1所示，其中①-⑤表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了三组实验如图2。据图回答下列问题：    (1)过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。若杂种细胞培育成为“番茄—马铃薯”植株为六倍体，则此杂种植株是否可育？ （可育/不可育）。（已知番茄为二倍体、马铃薯为四倍体） (2)如果形成c的a、b原生质体都来自番茄细胞，那么更简单地得到多倍体番茄植株的处理方法是 。 (3)细胞的全能性是指 。 II.请根据下列两个资料回答相关问题：资料1：用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到phESC（孤雌单倍体干细胞），然后通过基因编辑技术使phESC中的3个基因沉默，phESC的细胞核状态便可接近精子细胞核的状态，如图1。资料2：用化学方法激活小鼠的精子得到ahESC（孤雄单倍体干细胞），然后对ahESC中的8个基因进行编辑，ahESC的细胞核便具有卵细胞核的特点，如图2。    (4)体内受精时，在精子触及卵细胞膜的瞬间， 会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入。 (5)用促性腺激素对雌性小鼠进行 处理可得到大量卵母细胞，这些卵母细胞转化为phESC的过程相当于植物组织培养中的 过程。 (6)ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成可能是 。 (7)据图分析只依赖雄性小鼠 （填“能”或“不能”）得到孤雄小鼠，请写出两个理由支持你的判断。理由1 。理由2 。 3．CRISPR-