2027年高考生物人教版第一轮复习讲义 微专题11　PCR技术和基因编辑技术

微专题11　PCR技术和基因编辑技术

热点1　基因编辑技术

CRISPR/Cas9基因编辑技术能对基因进行定点编辑，其原理是由一条单链向导RNA(sgRNA)引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割(如图)。

CRISPR复合体中的sgRNA的主要功能是与靶向基因(目的基因)上特定的碱基序列互补，从而定向引导Cas9蛋白与靶向基因结合，并在特定位点切割DNA。

CRISPR/Cas9基因编辑技术培育转基因生物，与传统的基因工程相比，其明显优点是避免了因目的基因随机插入宿主细胞DNA引起的生物安全性问题。CRISPR/Cas9基因编辑技术在基因治疗、基因水平进行动植物的育种、研究基因的功能等方面有广阔的应用前景。

1.(2025·山东青岛调研)CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术，Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体(如图)。利用该技术可以对DNA进行一系列的定向改造。下列相关叙述错误的是(　　)

A.Cas9蛋白属于限制酶，能切割目的基因

B.sgRNA具有能与目的基因发生碱基互补配对的结构

C.基因编辑技术能够定点插入、删除或替换部分碱基对

D.通过基因编辑技术引起的变异属于基因重组

答案　D

解析　Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体，复合体中的sgRNA与目的基因

按照碱基互补配对原则特异性结合，Cas9蛋白相当于限制酶，Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，最终实现对目的基因序列的编辑，A、B正确；复合体在sgRNA引导下结合目的基因，Cas9蛋白切割目的基因造成双链断裂，细胞在修复断裂的DNA时会定点插入、删除或替换部分碱基对，C正确；通过基因编辑技术引起的变异属于基因突变，D错误。

2.(2025·山东烟台调研)猪瘟病毒能与猪细胞膜上的LamR受体蛋白结合，进而侵入细胞引起猪瘟。利用基因编辑技术改变LamR受体蛋白基因，使LamR受体蛋白不能与猪瘟病毒正常结合，但不影响生理功能，从而培育出抗猪瘟病毒猪。基因编辑原理是由一条人为设计的单链向导RNA(sgRNA)引导Cas9蛋白到特定的DNA位点进行切割，从而完成对目的基因的编辑。基因编辑过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.培育抗猪瘟病毒猪，一般选择受精卵作为基因编辑的受体细胞，这样获得的个体的所有细胞都无法被猪瘟病毒感染

B.Cas9蛋白的功能是准确识别DNA特定序列并进行切割

C.改造后的受体细胞经培养发育到囊胚或桑葚胚时，可将其进行冷冻保存或胚胎移植

D.通过基因编辑技术改造前后的两种LamR基因是等位基因

答案　B

解析　培育抗猪瘟病毒猪，一般选择受精卵作为基因编辑的受体细胞，改造后的受精卵开始进行胚胎发育，这样获得的个体的所有细胞都无法被猪瘟病毒感染，A正确；根据基因编辑的原理和题图所示过程，sgRNA是通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA的特定位点，从而引导Cas9蛋白到达准确位置进行DNA的切割，B错误；改造后的LamR基因与改造前的基因位置相同，控制的性状不同，两者是等位基因，D正确。

                                 热点2　PCR技术的应用

题型一　PCR技术的相关计算

1.PCR扩增过程中的循环图示与规律

2.PCR中的数量关系

 

[例1] (2025·湖北襄阳四中联考)“X基因”是DNA分子上一个有遗传效应的片段，若要用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，需在PCR反应中加入两种引物，两种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。下列叙述错误的是(　　)

A.第一轮复制得到2个DNA分子，即①②各一个

B.第二轮复制得到4个DNA分子，即①②③④各一个

C.第四轮复制得到16个DNA分子，其中有4个X基因

D.经五轮循环后产物中有五种不同的DNA分子

答案　C

解析　据图分析可知，第一轮复制形成2个DNA分子，即①②各一个，A正确；第二轮复制得到22＝4(个)DNA分子，即①复制得①和③、②复制得②和④，即得到①②③④各一个，B正确；第四轮复制得到16个DNA分子，其中有8个⑤(X基因)，C错误；经五轮循环后共形成32个DNA分子，其中①②各一个，③④各四个，22个⑤，故产