Question

【题目】（一）新一代基因编辑工具由 Cas9（一种限制性核酸内切酶）和向导 RNA 构成。该复合体能与 DNA 分子上的特定序列结合，并在合适位点切断 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，从而实现基因编辑。

请回答：

（1）在将编码Cas9的基因导入真核细胞的转基因操作中，若控制合成 Cas9 的基因序列已知，可用_______方法合成目的基因，再构建________导入真核细胞，该过程中需要使用的酶是________ （A．限制性核酸内切酶 B．DNA 连接酶 C．限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 D．DNA 聚合酶）。上述转基因操作成功的标志________。

（2）如图所示，基因编辑工具发挥作用时，向导 RNA 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________键断裂，从而使 DNA 分子断裂。

（3）一般来说，在使用基因编辑工具对不同基因进行编辑时，应使用 Cas9 和__（填“相同”或“不同”）的向导 RNA 进行基因的相关编辑。

（二）“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，回答以下有关问题：

（1）为了得到白菜和甘蓝的原生质体需在0.5—0.6mol/L的_____环境中用_____来处理白菜细胞和甘蓝细胞。

（2）原生质体融合形成的杂种细胞经培养基中成分的诱导，可以从单细胞依次到细胞团，球形胚、_____和胚状体，最后再生出完整的植株。 要实现上述过程，主要是通过_____来进行调控。

（3）若欲定向的培育抗虫的“白菜—甘蓝”，可借助_____的技术，将抗虫基因和载体用DNA连接酶连接后，形成_____导入受体细胞中，经筛选、培养获得具有新性状的再生植株。

Answer 1

【答案】 化学 含目的基因的重组DNA分子 C 控制Cas9基因的成功表达 碱基互补序列 磷酸二酯 不同 甘露醇 纤维素酶、果胶酶 心形胚 营养物质和生长调节剂的适当配比 基因工程 重组DNA分子

【解析】试题解析：本题以图文结合的形式综合考查学生对基因工程、植物体细胞杂交技术等相关知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解基因工程的基本操作程序、植物体细胞杂交过程及其影响因素等并形成清晰的知识网络。在此基础上，结合问题情境，从题图中提取有效信息进行相关问题的解答。

（一）(1) 若控制合成 Cas9 的基因（目的基因）序列已知，可用化学方法合成目的基因，再构建含目的基因的重组DNA分子，将其导入真核细胞。在构建基因表达载体（含目的基因的重组DNA分子）时，需要使用的酶是C选项所示的限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。上述转基因操作成功的标志控制Cas9基因的成功表达。

(2) 向导 RNA 分子的序列与基因组 DNA 中特定碱基序列能结合，需要二者的碱基序列能互补配对；Cas9是一种限制性核酸内切酶，作用于磷酸二酯键。

(3)基因具有特异性。在使用基因编辑工具对不同基因进行编辑时，应使用 Cas9 和不同的向导 RNA 进行基因的相关编辑。

（二）(1)为了使得到的原生质体保持活性，需用适宜浓度的甘露醇溶液维持细胞内外渗透压。所以在制备原生质体时，需在0.5—0.6mol/L的甘露醇环境中用纤维素酶、果胶酶来处理白菜细胞和甘蓝细胞。

(2)原生质体融合形成的杂种细胞经培养基中成分的诱导，可以从单细胞依次到细胞团，球形胚、心形胚和胚状体，最后再生出完整的植株。要实现上述过程，主要是通过营养物质和生长调节剂的适当配比来进行调控。

(3)若欲定向的培育抗虫的“白菜—甘蓝”，可借助基因工程的技术，将抗虫基因和载体用DNA连接酶连接后，形成重组DNA分子导入受体细胞中，经筛选、培养获得具有新性状的再生植株。