CRISPER/Cas9基因编辑系统是由Cas9核酸酶与单链向导RNA（sgRNA）形成的稳定核糖核蛋白复合物，能识别和切割特定的核苷酸片段，该系统可用于基因的敲除、编辑、表达调控等诸多领域。图为酿脓链球菌Cas9 核酸酶（SpyCas9）在sgRNA指导下，对靶位点进行切割产生DNA双链断裂的过程示意图。请回答下列问题：
（1）CRISPER/Cas9系统所含有的化学组分与细胞内细胞器核糖体核糖体相似，研究发现该系统仅存在于细菌和古菌中，是这些原核生物经过长期进化形成的抵御噬菌体噬菌体、质粒质粒等入侵的免疫机制。
（2）早期CRISPER/Cas9基因编辑技术的应用有一些限制条件：首先，待编辑的区域附近需要存在相对保守的PAM 序列（ NGG，N为任意碱基）；其次，sgRNA的5’5’端要与PAM上游的序列碱基互补配对。sgRNA双链区和识别序列的杂合区相比较，后者特有的碱基配对方式是A-TA-T。对PAM序列的依赖妨碍了CRISPR/Cas9的应用，研究人员尝试通过突变的方法拓宽PAM序列的范围，研制出的SpG突变体需要的PAM序列为NGN，该突变将PAM序列的范围扩大到原来的44倍。
（3）CRISPER/Cas9基因编辑技术可用于外源基因导入，与传统的基因工程相比，其明显的优点是降低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降低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；该技术还可用于基因敲除，但可能会造成巨大风险如脱靶效应，且基因敲除本身还可能因一个基因可能与多种性状有关一个基因可能与多种性状有关导致意想不到的后果，故该技术应慎用于人类的基因编辑。
（4）镰刀型细胞贫血症是由血红蛋白的β亚基基因突变引起的，有缺陷的血红蛋白导致变形红细胞无法很好地携带O2。请根据相关信息提出利用CRISPER/Cas9基因编辑技术治疗镰刀型细胞贫血症的方案。将突变的β亚基基因修复将突变的β亚基基因修复。
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．
【答案】核糖体；噬菌体；质粒；5’；A-T；4；降低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；一个基因可能与多种性状有关；将突变的β亚基基因修复
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：50引用：1难度：0.7
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1．人类基因组计划测定了人体的24条染色体，这24条染色体是（ ）
发布：2024/12/31 0:30:1组卷：115引用：7难度：0.7 -
2．学习以下材料，回答（1）～（4）题。
利用抑制性tRNA进行无义突变遗传病的治疗
无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子（UAA、UAG或UGA），从而使肽链合成提前终止，造成蛋白质的功能改变，引发相关疾病。约有10%～15%的人类基因相关遗传疾病是由无义突变引发的。常规的基因治疗是将正常基因的cDNA序列或是有治疗价值的基因（如CRISPR-Cas9相关的基因编辑工具）通过一定的方式导入人体靶细胞内，达到替代或修复缺陷基因、治疗疾病的目的。导入基因插入位置不当、过高或过低表达，都可能会导致副作用。尽管基因编辑可以实现生理水平的基因表达，但基因编辑工具引入外源蛋白可能引发强烈的免疫反应仍然是巨大的挑战。
抑制性tRNA（sup-tRNA）由天然tRNA改造而来，它的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子，使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译，获得有功能的全长蛋白。
I型黏多糖贮积症的病因，是相关基因发生无义突变，产生终止密码子UAG。研究者构建小鼠该突变基因mldua和Flag基因融合的载体（图1），以及针对该无义突变设计的sup-tRNA表达载体（产生的sup-tRNA能够识别UAG并携带酪氨酸Tyr,简写作sup-tRNATyr），将其导入细胞进行研究，发现与具有相似作用的化合物G418比较，sup--tRNA的作用更加显著（图2）；进一步利用重组腺相关病毒作为载体将sup-tRNA导入患病小鼠模型中，实验显示能够降低黏多糖过度积存，实现对该病症的有效治疗，其疗效可以持续半年以上。
从整体来看，G418在促进跨越无义突变位点继续翻译时引入的氨基酸较为随机，而sup-tRNA引入的氨基酸较为单一，且不会影响内源tRNA稳态，所以sup-tRNA在个体治疗中具有很高的安全性，因而在未来基因突变引起的疾病相关治疗中具有非常大的应用前景。
（1）侵染时，作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的发生识别，引发内吞，进入细胞后释放单链DNA作为模板，利用宿主细胞的催化合成其互补DNA链，再经过过程产生sup-tRNA。
（2）除了引入的氨基酸较为单一，不影响内源tRNA稳态，我们还可推断，用于治疗的sup-tRNA在正常终止密码子处（填“能”或“不能”）继续往后翻译，具有很高的安全性。
（3）研究者构建mldua突变基因和Flag基因融合的载体，目的是通过检测来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译。实验结果表明，相比于化合物G418，sup-tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效，支持这一结论的依据是：。
（4）有文献报道，已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略，这将是一项耗费惊人的项目。据此说明sup-tRNA的应用价值。发布：2025/1/3 8:0:1组卷：28引用：1难度：0.6 -
3．几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，自然界有些植物能产生几丁质酶催化几丁质水解从而抵抗真菌感染。通过基因工程将几丁质酶基因转入没有抗性的植物体内，可增强其抗真菌的能力。如图表示为获取几丁质酶基因而建立cDNA文库的过程。
（1）图示以mRNA为材料通过法获得cDNA，该方法依据的原理是，通过这种方法获得的基因中因缺乏和结构，导致将其直接导入受体细胞中不能复制和表达。
（2）与选用老叶相比，选用嫩叶更容易提取到mRNA，原因是，且提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是。
（3）将从cDNA文库中获得的几丁质酶基因和质粒载体用酶和DNA连接处理后连接起来，构建基因表达载体，DNA连接酶催化形成的化学键是。发布：2025/1/5 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.7
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