Question

【题目】2018年11月26日，基因编辑婴儿在中国出生。随着这一消息发布，基因编辑技术在争议中走进了人们视线。向导RNA和Cas9蛋白是基因编辑的主要工具。编辑基因时，在基因的上下游各设计一条向导RNA，将其与含有Cas9蛋白编码基因的质粒一同转入细胞中，向导RNA通过碱基互补配对与靶向目标序列结合，Cas9蛋白使该基因上下游的DNA双链断裂，对基因进行定点切割。生物体自身会将断裂上下游两端的序列连接起来，从而实现了细胞中目标基因的敲除。如果在此基础上引入一个供体DNA分子，这样细胞就会在断裂部位连入供体DNA片段，从而实现基因的替换或者突变。请回答下列问题：

（1）向导RNA和Cas9蛋白相当于基因工程的工具中的___________。如果将向导RNA与含有Cas9蛋白编码基因的质粒一同导入猪的受精卵，可采用___________方法。从上述材料可以看出生物细胞中还存在___________酶。

（2）如果培养用于器官移植的猪，可用基因编辑技术除去猪受精卵的___________基因，或导入抑制该基因表达的___________，培育出没有免疫排斥的移植器官。

（3）将基因编辑的受精卵培育成用于器官移植的猪，首先要将受精卵培养在含有无机盐和有机盐类，而且还要有维生素、___________、氨基酸、___________等营养成分及动物血清等物质的培养液中。当胚胎发育到___________期或之前，将其移植到受体内完成胚胎发育。

Answer 1

【答案】限制酶 显微注射 DNA连接 抗原决定 某种调节因子 激素 核苷酸 囊胚（桑椹胚）

【解析】

基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

分析题干可知：通过向导RNA中20个碱基的识别序列与剪切点附近序列互补配对，引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。

（1）根据题干分析可知：向导RNA和Cas9蛋白是基因编辑的主要工具，Cas9蛋白使该基因上下游的DNA双链断裂，对基因进行定点切割，故向导RNA和Cas9蛋白相当于基因工程的工具中的限制酶；将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法，故如果将向导RNA与含有Cas9蛋白编码基因的质粒一同导入猪的受精卵，可采用显微注射方法；从上述材料可以看出，生物体自身会将断裂上下游两端的序列连接起来，从而实现了细胞中目标基因的敲除，故生物细胞中还存在DNA连接酶。

（2）不同生物进行器官移植时存在免疫排斥反应，如果培养用于器官移植的猪，可用基因编辑技术除去猪受精卵的抗原决定基因；或导入抑制该基因表达的某种调节因子，抑制抗原基因的表达，培育出没有免疫排斥的移植器官。

（3）将基因编辑的受精卵培育成用于器官移植的猪，首先要将受精卵培养在含有无机盐和有机盐类，受精卵将来发育成早期胚胎，早期胚胎培养的培养基中还要有维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分及动物血清等物质的培养液中。囊胚（桑椹胚）的胚胎还没有与母体建立联系，故当胚胎发育到囊胚（桑椹胚）期或之前，将其移植到受体内完成胚胎发育。