中国科学家首次利用CRISPR/Cas9基因编辑方法，敲除了体外受精的猴胚胎中的生物节律核...

中国科学家首次利用CRISPR/Cas9基因编辑方法，敲除了体外受精的猴胚胎中的生物节律核心基因——BMAL1，产生了一批BMAL1基因缺失的猕猴，接着采集了其中一只睡眠紊乱症状最明显的BMAL1基因缺失猕猴的体细胞，再通过体细胞克隆技术获得5只BMAL1基因被敲除的克隆猴。请根据题干信息回答以下问题：

（1）根据所学的基因工程知识可知，基因编辑涉及的工具酶包括________________，得到节律失调猴模型的关键是____________________________。

（2）下图表示用体细胞克隆技术获得BMAL1基因缺失猕猴的操作过程，请将该过程补充完整；

___________

（3）体细胞克隆技术的原理主要是_______________，获得的5只克隆猴表现型相差不大的根本原因是_______________。

（4）借助基因编辑技术，2018年11月，中国科学家贺建奎团队创造出世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿露露和娜娜，在世界上引起轩然大波。你赞同这种做法吗，请说明理由：______________________________。

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中国科学院神经科学研究所利用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建了一批敲除调控生物节律关键基因BMAL1的生物节律紊乱猕猴，作为抗失眠治疗研究的动物模型。回答下列问题：

（1）图中CRISPR-Cas9基因编辑系统由单链向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白组成，其中sgRNA的碱基序列可以人为任意设计，当其与靶DNA上某序列发生局部互相结合时，Cas9蛋白就可以切断此处的DNA序列。由此可推测该系统中Cas9蛋白相当于基因工程中的__________；一般来说，在对不同DNA进行基因编辑时，应使用Cas9蛋白和________________（填“相同”或“不同”）的向导RNA进行基因的相关编辑。

（2）在构建BMALI基因敲除的生物节律紊乱猕猴时，应通过____________技术将CR1SPR-Cas9基因编辑系统导入到猕猴的受精卵中，从分子水平上分析，可采用____________技术检测是否成功地敲除了猕猴的BMALI基因。

（3）CRISPR-Cas9基因编辑技术尚有很名问题需要解决，有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，从而破坏了其他正常的基因。试分析“脱靶”的原因。______________

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科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，成功改造了猕猴基因组中与某病症（Z症）相关的 SHANK3基因，制备出Z症非人灵长类动物模型，为该病的研究和治疗奠定了重要基础。操作过程如图。

回答下列问题。

（1）进行甲过程前，采集的卵母细胞需在体外培养到____________期才能与获能的精子受精。

（2）将CRISPR/Cas9基因编辑系统注入受精卵后，Cas9蛋白能在特定部位切割SHANK3基因（下图虚线所示），使该基因特定部位的两个核苷酸之间的____________断开，经其切割后产生具有____________末端的DNA片段。……

（3）乙过程应将受精卵移入____________中继续培养，该过程通常需要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是____________。丙表示的过程是____________。

（4）由以上技术获得的Z症猕猴，可通过体细胞核移植技术得到克隆Z症猕猴，请写出基本程序____________（用流程图表示）

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2018年3月，我国科学家宣布首次利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，精准地将人亨廷顿舞蹈症基因插入猪成纤维细胞中，成功培育出亨廷顿舞蹈症的模型猪，为治疗人类神经细胞功能退行性疾病提供了理想的动物模型。有关叙述正确的是

A.外源基因插入猪成纤维细胞中，其变异类型属于染色体变异

B.以猪成纤维细胞作为受体细胞的主要原因是它具有全能性

C.模型猪的培育涉及体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术

D.模型猪为老年痴呆等疾病的病理研究、药物研发提供试验材料

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下图是采用CRISPR技术对某生物基因进行编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的位点进行切割，下列叙述正确的是（　　 ）

A.根据破坏B基因后生物体的功能变化，可推测B基因的功能

B.基因定点编辑前需要设计与靶基因全部序列完全配对的sgRNA

C.图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2碱基序列相同或互补

D.可利用此技术编辑生殖细胞相关基因以期生育出免疫艾滋病的婴儿

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下图是采用CRISPR技术对某生物基因进行编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的位点进行切割，下列叙述正确的是（　　 ）

A.根据破坏B基因后生物体的功能变化，可推测B基因的功能

B.基因定点编辑前需要设计与靶基因全部序列完全配对的sgRNA

C.图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2碱基序列相同或互补

D.可利用此技术编辑生殖细胞相关基因以期生育出免疫艾滋病的婴儿

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世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿，是由经CRISPR/Cas9基因编辑技术对CCR5基因进行修改的胚胎细胞孕育的。研究者的初衷是让志愿者生出能抗艾滋病病毒的婴儿。但婴儿诞生后，深圳市医学伦理专家委员会启动对该事件涉及伦理问题的调查，下列有关叙述错误的是（　　 ）

A.在普通培养液中加入适量的动物血清可以培养艾滋病病毒

B.修改的胚胎细胞孕育出婴儿说明胚胎细胞具有发育的全能性

C.胚胎是人生命的一个自然阶段，不能对其生命属性进行非道德篡改

D.并不能确保CCR5基因被选择修饰、发生变异的个体不患艾滋病

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将正确的基因导入细胞以替代错误的突变基因是目前基因治疗的一种重要形式；也可借助基因编辑技术直接修复错误的基因进行基因治疗。请回答下列相关问题：

（1）将正确的基因导入细胞，其核心是构建____________________。下图为进行这一核心过程的案例，该过程中需选择____________________限制酶进行酶切。

（2）如果仅已知目的基因首尾两端的部分核苷酸序列，通常可根据该基因首尾两端的已知脱氧核苷酸序列设计并合成__________，利用__________技术得到大量目的基因。

（3）为鉴定上图所示3种连接方式形成的载体，选择HpaⅠ酶和BamHⅠ酶对其进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析。若出现7300bp和200bp的两种条带，则所鉴定的是__________载体；若出现__________，则所鉴定的是载体自连载体。

（4）CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑：根据目的基因的部分序列设计向导RNA，向导RNA与目的基因结合后，就会引导Cas9蛋白结合于目的基因的特异性位点并进行切割，从而介导基因添加、基因删除、基因校正等。向导RNA与目的基因的结合遵循__________原则，Cas9是一种__________酶。

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基因工程中，GUS基因编码的酶可将无色底物生成蓝色产物，GFP基因会产生绿色荧光蛋白，这两种基因都可作为标记基因来研究发育生物学的问题。利用双CRISPR/Cas9系统和Cre/loxP重组酶系统技术可更好地实现该研究。请据图作答：

（1）生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，原因是________________________。

（2）图1为双CRISPR/Cas9系统作用示意图。该系统能够特异性识别DNA序列并切割特定位点，行使这些功能的分子结构分别 是___________、___________。

（3）图中向导RNA与DNA结合的原理是___________。将删除区切割后，转入基因与原DNA片段可通过形成_______拼接起来，形成新的DNA序列。

（4）双CRISPR/Cas9系统可直接在靶细胞内起作用，与传统的基因工程相比，该操作无需___________（填写工具）。与质粒载体导入外源基因比，双CRISPR/Cas9系统编辑的基因可以不含___________。　　

（5）图2为Cre/loxP重组酶系统作用示意图。利用双CRISPR/Cas9系统可精准地将loxP序列、GUS基因及GFP基因连接，接上35S启动子之后可在组织中检测出蓝色区而无绿色荧光区，这是由于_________而无法表达。Cre基因是重组酶基因，经38℃热处理后可被激活表达，在此前提下组织中可检测出绿色荧光区。

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2017年10月，中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室的科学家们，利用CRISPR-Cas9基因编辑技术创造出了12只健康的低脂肪猪。

请回答下列问题：

（1）为了能获得更多的猪卵（母）细胞，在取卵（母）细胞前，通常需要注射__________来促进排卵。

（2）在获得的早期胚胎移植到胚胎受体前，需要对胚胎受体进行__________处理。对暂时不移植的早期胚胎，可采用__________法进行保存。

（3）移植的胚胎在受体内存活的生理学基础是受体对移入子宫的胚胎基本上不发生__________反应。

（4）胚胎移植的实质是__________。

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