基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的自然现象。研究发现,叶用莴苣(俗称生菜)细胞中的FANCM蛋白能够阻止减数分裂过程中交叉互换的发生,科学家借助CRISPR/Cas9基因编辑技术(原理如图1所示),研发出人工FANCM基因驱动系统,从而在叶用莴苣中实现了外部引入的基因多代遗传。图2表示利用基因驱动技术获得FANCM突变基因的过程,利用同源定向修复功能,可以使另一条同源染色体上也插入基因驱动元件,从而获得FANCM基因纯合突变体。

(1)图1中组成gRNA的单体是 核糖核苷酸核糖核苷酸,gRNA的作用是 gRNA(向导RNA)的5'端序列识别基因组DNA上的靶点,引导Cas9蛋白在特定位点上切断DNA双链gRNA(向导RNA)的5'端序列识别基因组DNA上的靶点,引导Cas9蛋白在特定位点上切断DNA双链,为确定图2中基因驱动元件是否完整插入FANCM基因,最好选择的两组引物是 P1、P3和P2、P4P1、P3和P2、P4(从图2中P1-P4四种引物中选择)进行PCR。
(2)图2中科研人员首先构建了基因驱动元件,将其导入叶用莴苣细胞中,需要将其DNA序列插入到Ti质粒的T-DNA内部,原因是 T-DNA可以插入到受体细胞的染色体DNA中T-DNA可以插入到受体细胞的染色体DNA中,为提高导入成功率,常利用 Ca2+溶液Ca2+溶液处理农杆菌。
(3)用FANCM基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交,F1中有多达7%的植株为纯合突变体。请解释纯合突变体产生的原因是 由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复,使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件,所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交,F1中有多达7%的植株为纯合突变体由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复,使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件,所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交,F1中有多达7%的植株为纯合突变体。
(4)利用基因驱动技术获得FANCM基因突变纯合体,在叶用莴苣遗传育种中的应用价值是 增加杂交育种过程中基因重组的频率,产生更多新品种,加速叶用莴苣育种进程增加杂交育种过程中基因重组的频率,产生更多新品种,加速叶用莴苣育种进程。
(5)遗传学家研究发现,基因驱动技术几乎可以百分之百地使突变基因在该种群群体之间传播,某些生物学家曾提出把这种技术应用于消灭一些入侵物种,从而保护那些濒危物种,一些遗传学家立即呼吁增强这种技术的管制。请从生物技术安全性的角度简要谈谈你对该技术的看法。
【考点】基因工程的操作过程综合;转基因食品的安全性.
【答案】核糖核苷酸;gRNA(向导RNA)的5'端序列识别基因组DNA上的靶点,引导Cas9蛋白在特定位点上切断DNA双链;P1、P3和P2、P4;T-DNA可以插入到受体细胞的染色体DNA中;Ca2+溶液;由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复,使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件,所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交,F1中有多达7%的植株为纯合突变体;增加杂交育种过程中基因重组的频率,产生更多新品种,加速叶用莴苣育种进程
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:80引用:1难度:0.9
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