Question

【題目】CRISPR/Cas系統(tǒng)是一種原核生物的免疫系統(tǒng)，用來(lái)抵抗外源遺傳物質(zhì)的入侵，當(dāng)細(xì)菌遭受病毒或者外源質(zhì)粒入侵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的“記憶”，從而可以抵抗它們的再次入侵。CRISPR/Cas系統(tǒng)作用機(jī)理如圖一所示，圖一中的CRISPR位點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖二所示，過(guò)程③作用如圖三所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）圖一中，新CRISPR序列中a間隔區(qū)的來(lái)源是______，圖二中CRISPR序列上游的前導(dǎo)區(qū)中含有______，以保證CRISPR序列轉(zhuǎn)錄的正常進(jìn)行。

（2）圖一中，過(guò)程①需要______酶的參與，過(guò)程②需要的原料有______。

（3）圖三中，向?qū)�RNA上的識(shí)別序列存在于______（填“tracrRNA”或“crRNA”）上。若α鏈剪切點(diǎn)附近序列為……TCCACAATC……，則向?qū)�RNA相應(yīng)的識(shí)別序列為______。由此推測(cè)，tracrRNA、crRNA和Cas9蛋白組裝的系統(tǒng)類似于基因工程中的______酶。

（4）原核生物通過(guò)CRISPR/Cas系統(tǒng)抵抗外源遺傳物質(zhì)的入侵類似哺乳動(dòng)物的______（填“初次”或“二次”）免疫。

（5）一對(duì)名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒于2018年11月在中國(guó)健康誕生。這對(duì)雙胞胎的一個(gè)CCR5基因經(jīng)過(guò)CRISPR/Cas9敲除，使她們出生后即能天然抵抗艾滋病。這是世界首例免疫艾滋病的基因嬰兒，也意味著中國(guó)在基因編輯技術(shù)用于疾病預(yù)防領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)歷史性突破。但這項(xiàng)研究也引起了爭(zhēng)議，下列屬于該項(xiàng)研究爭(zhēng)議的有______（多選）。

A．倫理上的擔(dān)憂

B．CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)存在潛在脫靶效應(yīng)

C．CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲除CCR5基因后對(duì)其他基因的表達(dá)有可能存在影響

Answer 1

【答案】（被細(xì)菌整合的）外源DNA序列 啟動(dòng)子 限制酶和DNA連接 核糖核苷酸和氨基酸 crRNA ……UCCACAAUC…… 限制 二次 ABC

【解析】

①是入侵的外源DNA序列與細(xì)菌自身的DNA重組過(guò)程，②是重組DNA的表達(dá)過(guò)程。

對(duì)于人等哺乳動(dòng)物，當(dāng)病原體入侵時(shí)，機(jī)體會(huì)通過(guò)免疫細(xì)胞的識(shí)別處理后，產(chǎn)生相應(yīng)的記憶細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞，當(dāng)病原體再次入侵時(shí)，記憶細(xì)胞可以迅速識(shí)別病原體，反應(yīng)更快。

（1）圖一中，新CRISPR序列中a間隔區(qū)的來(lái)源是（被細(xì)菌整合的）外源DNA序列；圖二中CRISPR序列上游的前導(dǎo)區(qū)（非編碼區(qū)）中含有啟動(dòng)子（RNA聚合酶結(jié)合的位點(diǎn)），以保證CRISPR序列轉(zhuǎn)錄的正常進(jìn)行。

（2）圖一中，過(guò)程①是入侵的外源DNA序列與細(xì)菌自身的DNA重組過(guò)程，需要限制酶和DNA連接酶參與；過(guò)程②是重組DNA的表達(dá)過(guò)程，需要核糖核苷酸和氨基酸做原料，分別完成轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。

（3）圖三中，向?qū)?/span>RNA上的識(shí)別序列存在于crRNA上。若α鏈剪切點(diǎn)附近序列為……TCCACAATC……，根據(jù)堿基互補(bǔ)原則，向?qū)?/span>RNA相應(yīng)的識(shí)別序列為……UCCACAAUC……；由此推測(cè)，tracrRNA、crRNA和Cas9蛋白組裝的系統(tǒng)類似于基因工程中的限制酶。

（4）由圖1可以看出，原核生物通過(guò)CRISPR/Cas系統(tǒng)抵抗外源遺傳物質(zhì)的入侵類似哺乳動(dòng)物的二次免疫過(guò)程。

（5）一對(duì)名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒是世界首例免疫艾滋病的基因嬰兒，也意味著中國(guó)在基因編輯技術(shù)用于疾病預(yù)防領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)歷史性突破。但這項(xiàng)研究也引起了爭(zhēng)議，具體表現(xiàn)在：倫理上的擔(dān)憂；CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)存在潛在脫靶效應(yīng)；CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲除CCR5基因后對(duì)其他基因的表達(dá)有可能存在影響。故選：ABC。