Question

根据以下植物基因工程的操作步骤，回答有关问题。

（1）利用PCR技术从cDNA文库中获取目的基因（基因序列未知），需根据相应蛋白质的氨基酸序列设计多种引物，原因是____________，基因表达载体中目的基因上游的____________是RNA聚合酶的识别位点。

（2）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是____________。

（3）下图是利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将目的基因导入植物受体细胞的示意图。图中质粒含CRISPR基因和Cas9基因，CRISPR基因转录的sgRNA可以特异性识别细胞核DNA分子中的特定序列，Cas9基因表达的Cas9酶能切割被sgRNA识别的DNA序列。重组片段中的目的基因，能通过DNA损伤修复和被切割的DNA序列连接。

sgRNA通过____________特异性识别细胞核DNA分子中的有关序列，sgRNA、Cas9酶和基因工程中的基本工具____________作用相似。不同基因工程中利用的CRISPR/Cas9质粒有差异，这些质粒中所含的CRISPR基因通常是____________（填“相同”或“不同”）的，所含的Cas9基因通常是____________（填“相同”或“不同”）的。

（4）利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将目的基因导入受体细胞与“（2）”中使用的方法相比，优点是____________。

Answer

一种氨基酸可能有多种密码子，对应的DNA碱基序列有多种 启动子 农杆菌转化法 与目标DNA的部分碱基序列配对 限制性核酸内切酶（或限制酶） 不同 不同 使目的基因精确定点敲入，实验操作更加精准、高效

【解析】

1、绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。

2、基因表达载体的组成是：目的基因、启动子、终止子、标记基因，其中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。

3、分析题图：CRISPR基因转录的sgRNA可指引Cas9到一个特定的基因位点进行切割，使相应部位的核苷酸之间的磷酸二酯断裂。

（1）由于一种氨基酸可能有多种密码子，对应的DNA碱基序列有多种，所以根据相应蛋白质的氨基酸序列设计引物时，引物的序列可以有多种。启动子是RNA聚合酶的识别和结合位点。

（2）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。

（3） 由图可知：sgRNA能够与目标DNA的部分碱基序列配对，进而特异性识别细胞核DNA分子中的有关序列。sgRNA可指引Cas9结合到特定的切割位点，Cas9在特定切割位点进行切割，使相应部位的核苷酸之间的磷酸二酯断裂，因此sgRNA、Cas9酶和基因工程中的基本工具限制性核酸内切酶（或限制酶）作用相似。不同基因工程中定点编辑的基因不同，据此可推知：质粒中所含的CRISPR基因通常是不同的，所含的Cas9基因通常是不同的。

（4） 采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞，随机性较强，很容易弓|起其它基因功能的丧失，而且目的基因插入的位置不固定。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将目的基因导入受体细胞，可使目的基因精确定点敲入，实验操作更加精准、高效。