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高中 | 第2节 DNA的结构题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二 遗传与进化
第三章 基因的本质
第2节 DNA的结构
请阅读以下文章并回答问题。
“基因魔剪”$\rm CRISPR/Cas9$系统
$\rm 20$世纪$\rm 90$年代,研究发现细菌$\rm DNA$中存在一种特殊的$\rm DNA$序列,由重复序列和间隔序列交替排列组成,如图$\rm 1$所示。研究发现这些序列与很多核酸酶关联,之后,将这些序列命名为$\rm CRISPR$,并以$\rm Cas$来命名相关的核酸酶。
研究发现,间隔序列中往往会有一些来自噬菌体的$\rm DNA$片段。科学家假设:$\rm CRISPR/Cas$是细菌在长期消化过程中形成的用以保护自身对抗病毒的适应性免疫防御系统。为此,科学家用两种噬菌体($\rm P1$和$\rm P2$)侵染野生型嗜热链球菌,对幸存的嗜热链球菌进行培养,研究其对噬菌体侵染的敏感性与$\rm CRISPR$的关系,实验结果如图$\rm 2$所示,据结果可判断上述假设成立。
$\rm CRISPR$中的“间隔序列”是细菌对这些外来入侵者的“记录”,怎么打击二次入侵者呢?当噬菌体再次入侵宿主菌时,会诱导相关$\rm CRISPR$序列和附近的$\rm Cas$基因表达。$\rm CRISPR$序列的转录产物是一段记录病毒信息的$\rm RNA$,$\rm Cas$基因表达产物是具有内切核酸酶活性的$\rm Cas$,二者形成复合物,找到外源$\rm DNA$上的靶序列,并对其切割,降解外源$\rm DNA$。
正是基于细菌的这种后天免疫防御机制,$\rm 2012-2013$年,$\rm CRISPR/Cas9$技术(基因编辑技术)应运而生。$\rm CRISPR/Cas9$系统由$\rm Cas9$和人工设计的向导$\rm RNA$构成。向导$\rm RNA$是$\rm 20$个碱基左右的识别序列,在其引导下,$\rm Cas9$与靶序列结合并将$\rm DNA$双链切断。随后,细胞通过自身的$\rm DNA$损伤修复机制,将断裂上下游两端的序列连接起来,如果细胞中有$\rm DNA$修复模板(由需插入的目的基因和靶序列上下游的同源序列组成),断裂部分可依据修复模板进行精确修复,从而将目的基因插入到指定位点。
$\rm CRISPR/Cas9$技术在基因功能研究、医疗健康、家畜育种等领域的应用不断取得喜人的新成果。但是,基因编辑技术还存在编辑对象出错造成的“脱靶”,科研人员还需要继续对其进行优化。

间隔序列中噬菌体的$\rm DNA$片段,能与细菌自身的重复序列整合在一起,其结构基础是二者的$\rm DNA$分子基本组成单位相同,脱氧核苷酸的连接方式相同,且 。
间隔序列中噬菌体的$\rm DNA$片段,能与细菌自身的重复序列整合在一起,其结构基础是二者的$\rm DNA$分子基本组成单位相同,脱氧核苷酸的连接方式相同,且二者的$\rm DNA$均为双螺旋结构。
据图$\rm 2$分析, ,因而可初步判断上述假设成立。
嗜热链球菌获得来自相应噬菌体的$\\rm S$序列,便对其敏感性低;没有获得相应$\\rm NS$序列,对其敏感性高
"]]据图$\rm 2$分析,嗜热链球菌获得来自$\rm P1$的$\rm S$序列,对$\rm P1$敏感性低,对$\rm P2$敏感性高;嗜热链球菌获得来自$\rm P1$和$\rm P2$共有的$\rm S$序列,对$\rm P1$和$\rm P2$敏感性均低;嗜热链球菌获得来自$\rm P2$的$\rm S$序列,对$\rm P2$的敏感性低,对$\rm P1$的敏感性高,说明间隔序列中噬菌体$\rm DNA$片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关。
病毒再次入侵细菌引起了记录 的$\rm CRISPR$序列在 酶的催化下形成相应$\rm RNA$,与附近的$\rm Cas$基因表达的蛋白产物形成复合物,此$\rm RNA$通过 原则结合外源$\rm DNA$上的靶序列,并引导$\rm Cas9$切割病毒$\rm DNA$的靶序列。
病毒再次入侵细菌引起了记录病毒(噬菌体)信息的$\rm CRISPR$序列在$\rm RNA$聚合酶的催化下形成相应$\rm RNA$,与附近的$\rm Cas$基因表达的蛋白产物形成复合物,此$\rm RNA$通过碱基互补配对原则结合外源$\rm DNA$上的靶序列,并引导$\rm Cas9$切割病毒$\rm DNA$的靶序列。
“基因魔剪”$\rm CRISPR/Cas9$系统的优势是:可以通过对 的设计,定点敲除或插入目的基因。
“基因魔剪”$\rm CRISPR/Cas9$系统的优势是:可以通过对向导$\rm RNA$的设计,定点敲除或插入目的基因。
为预防遗传病的发生,有人提议使用$\rm CRISPRCas9$系统对人受精卵进行基因编辑,你同意这种做法吗?为什么? 。
不同意,$\\rm CRISPR/Cas9$技术目前还存在脱靶风险、有可能破坏正常基因的功能
"]]不同意,$\rm CRISPR/Cas9$技术目前还存在脱靶风险、有可能破坏正常基因的功能,所以不同意为预防遗传病的发生,使用$\rm CRISPRCas9$系统对人受精卵进行基因编辑。
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