CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白（一种核酸酶）和sgRNA（向导RNA）构成的R...

CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白（一种核酸酶）和sgRNA（向导RNA）构成的RNA-蛋白复合体，可利用sgRNA识别并结合特定DNA序列，引导Cas9蛋白对目的基因进行编辑（如图所示）。RuBisCo是参与光合作用的关键酶，研究人员拟利用CRISPR/Cas9技术对大豆细胞RuBisCo基因进行定点编辑，以达到提高CO2利用率的目的，回答下列问题：

（1）利用CRISPR/Cas9系统进行基因编辑时，Cas9蛋白可催化_______________（化学键名称）水解，剪切特定DNA片段，因此Cas9蛋白的这一功能与_______________酶相似。

（2）用于编辑不同基因的CRISPR/Cas9复合物中sgRNA碱基序列不同，因此首先要确定RuBisCo基因中的待编辑序列，根据_______________原则设计引物，通过_______________技术扩增相应的基因序列，作为编码特定sgRNA的模板。该技术所需的Taq酶特点是_______________，能使整个反应体系中DNA解链、退火、链的延伸都能快速进行。

（3）将扩增获得的DNA片段与_______________基因共同导入到质粒载体，构建CRISPR/Cas9表达载体，将构建成功的表达载体通过_______________方法，导入大豆细胞。若检测到受体细胞中组成RuBisCo酶的氨基酸_______________发生了符合预期的改变，则表明基因编辑成功。

（4）CRISPR/Cas9系统在定点编辑基因时仍存在一个最大的弊端，就是有很大概率会造成其他一些非目的基因序列的错误剪接和编辑，请尝试分析其原因_______________。

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CRISPR／Cas9系统作为新一代基因编辑工具，具有操作简便、效率高、成本低的特点。该系统由Cas9和单导向RNA(sgRNA)构成。Cas9是一种核酸内切酶，它和sgRNA构成的复合体能与DNA分子上的特定序列结合，并在PAM序列(几乎存在于所有基因)上游切断DNA双链(如下图所示)。DNA被切断后，细胞会启动DNA损伤修复机制。在此基础上如果为细胞提供一个修复模板，细胞就会按照提供的模板在修复过程中引入片段插入或定点突变，从而实现基因的编辑。

（1）真核细胞中没有编码Cas9的基因，可利用基因工程的方法构建_____________，将Cas9基因导入真核细胞。Cas9是在细胞中的____________合成的，而sgRNA的合成需要____________酶的催化。

（2）如图所示，CRISPR/Cas9系统发挥作用时，sgRNA分子的序列与基因组DNA中特定碱基序列因为___________所以能结合在一起，然后由Cas9催化____________水解，从而使DNA分子断裂。

（3）一般来说，在使用CRISPR/Cas9系统对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和_____________（填“相同”或“不同”）的sgRNA进行基因的相关编辑。

（4）通过上述介绍，你认为基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑技术在_________等方面有广阔的应用前景。（至少答出两点）

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近年诞生的 CRISPR／Cas9基因编辑技术可进行基因定点编辑。 CRISPR／Cas9系统主要包括Cas9（核酸内切酶）和向导RNA，其原理是由向导RNA引导Cas9到一个特定的基因位点进行切割。（上述过程见下图）。下列相关叙述正确的是

A. CRISPR／Cas的组成物质是在核糖体上合成的

B. 向导RNA的合成需要逆转录酶的参与

C. 基因的定点编辑过程只涉及碱基A－U，G—C互补配对

D. 切割后形成的每个DNA片段均含有两个游离的磷酸基团

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CRISPR/Cas9系统能参与细菌的免疫防御，对抗入侵的外源DNA。CRISPR/Cas9系统主要包括：Cas9核酸内切酶和sgRNA，在sgRNA引导下，Cas9蛋白在目的基因处进行切割，使DNA双链断裂。CRISPR/Cas9系统切割DNA双链的情景如图所示，下列相关叙述正确的是（　　 ）

A.Cas9蛋白切断的是氢键

B.Cas9蛋白具有限制酶的作用

C.图中物质有5种碱基配对类型

D.核糖体能合成CRISPR/Cas9系统

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CRISPR-Cas9是大肠杆菌等细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御系统，可用来对抗入侵的部分病毒（DNA）及外源DNA．其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。CRISPR--Cas9基因编辑技术是通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可以对目标DNA上几乎任何一个位置进行删除或添加特定的DNA片段，如下图所示。下列相关叙述错误的是（　　 ）

A.大肠杆菌等细菌细胞内能合成与入侵病毒（DNA）及外源DNA互补的RNA序列

B.识别序列形成杂交区的过程与转录过程的碱基配对方式相同

C.Cas9能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子

D.在被切割后的目标DNA中添加特定的DNA片段需要DNA连接酶

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近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见右图）。下列相关叙述错误的是

A. Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成

B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

C. 向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D. 若α链剪切点附近序列为……TCCACAATC……

则相应的识别序列为……UCCACAAUC……

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近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（如图）。下列相关叙述错误的是（　　 ）

A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成

B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D.若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……

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近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见右图）。下列相关叙述错误的是

A. Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成

B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

C. 向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D. 若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……

则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……

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近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20 个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见下图）。下列相关叙述错误的是（　　　 ）

A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成

B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D．若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……

则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……

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CRISPR/Cas9基因编辑技术可对基因进行定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见下图）。下列相关叙述错误的是（ ）

A. Cas9蛋白能断裂目标DNA分子中磷酸二酯键

B. 单链向导RNA双链区中嘌呤数等于嘧啶数

C. 该过程可以对基因进行定向改造

D. 单链向导RNA可识别、切割DNA上的目标位点

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