Question

4．基因編輯技術(shù)指對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行“編輯”，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定DNA 片段的敲除、加入等．繼CRSPRI/Cas9 系統(tǒng)基因編輯技術(shù)風(fēng)靡全球?qū)嶒?yàn)至后，我國(guó)韓春雨研究團(tuán)隊(duì)提出了NgAgo-gDNA 基因編輯工具，但卻引起了科學(xué)界的質(zhì)疑．為了探究NgAgo-gDNA 系統(tǒng)能否引發(fā)斑馬魚(yú)的Fabplla基因發(fā)生突變導(dǎo)致其眼睛發(fā)育缺陷，復(fù)旦大學(xué)和南通大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行了研究．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）探究一：NgAgo-gDNA 系統(tǒng)能否使斑馬魚(yú)眼睛缺陷？
方法：首先推測(cè)構(gòu)成NgAgo 蛋白的氨基酸序列，在試管中合成mRNA，并將其與單鏈gDNA 混合后注射到斑馬魚(yú)胚胎細(xì)胞中，進(jìn)行胚胎培養(yǎng)．培養(yǎng)液需含有葡萄糖、氨基酸、核苷酸、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清（或動(dòng)物血漿）等．小斑馬魚(yú)的形成不需要（填“需要”或“不需要”）進(jìn)行胚胎移植．單鏈gDNA 與Fabplla 基因的堿基互補(bǔ)配對(duì)與Fabplla 基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基互補(bǔ)配對(duì)相比，區(qū)別是前者堿基A-T配對(duì)，后者堿基A-U配對(duì)．
結(jié)果：實(shí)驗(yàn)組斑馬魚(yú)胚胎出現(xiàn)了嚴(yán)重的眼睛缺陷．
（2）探究二：斑馬魚(yú)眼睛缺陷是否是由Fabplla 基因發(fā)生突變引起的？
方法：從異常眼部表現(xiàn)型的斑馬魚(yú)胚胎細(xì)胞中提取Fabplla 基因，對(duì)其使用PCR 技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，并研究該基因在斑馬魚(yú)胚胎發(fā)育中的功能．PCR 技術(shù)擴(kuò)增Fabplla 基因時(shí)，需要提供模板、原料、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）、引物等條件．將模板DNA 加熱至90～95℃，該處理的目的是使目的基因DNA受熱變性后解旋為單鏈．
結(jié)果：NgAgo-gDNA 系統(tǒng)引發(fā)的眼睛缺陷可通過(guò)外源添加Fabplla 基因的mRNA 來(lái)恢復(fù)，而且對(duì)Fabplla 基因測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)其序列與對(duì)照組相同．
初步結(jié)論：斑馬魚(yú)眼睛缺陷是由Fabplla基因轉(zhuǎn)錄受阻導(dǎo)致的，而非基因突變引起的．
（3）轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一把雙刃劍，它既可以造福人類(lèi)，也可能在使用不當(dāng)時(shí)給人類(lèi)帶來(lái)災(zāi)難．面對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能產(chǎn)生的負(fù)面影響，公眾不可避免地產(chǎn)生了疑慮，引發(fā)了人們?cè)谑澄锇踩�、生物安全和環(huán)境安全 三個(gè)方面發(fā)生激烈的爭(zhēng)論．

Answer 1

分析 1、PCR技術(shù)的條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
2、發(fā)育培養(yǎng)基的成分：無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)．
3、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題：食物安全（滯后效應(yīng)、過(guò)敏源、營(yíng)養(yǎng)成分改變）、生物安全（對(duì)生物多樣性的影響）、環(huán)境安全（對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響）．

解答 解：（1）要探究NgAgo-gDNA系統(tǒng)能否使斑馬魚(yú)眼睛缺陷，首先推測(cè)構(gòu)成NgAgo蛋白的氨基酸序列，在試管中合成mRNA，并將其與單鏈gDNA混合后注射到斑馬魚(yú)胚胎細(xì)胞中，進(jìn)行胚胎培養(yǎng)．為了保證營(yíng)養(yǎng)全面，培養(yǎng)液中還需要添加動(dòng)物血清（或動(dòng)物血漿）等．魚(yú)不是胎生動(dòng)物，因此小斑馬魚(yú)的形成不需要進(jìn)行胚胎移植．單鏈gDNA與Fabplla基因的堿基互補(bǔ)配對(duì)（A-T、T-A、C-G、G-C）與Fabplla基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基互補(bǔ)配對(duì)（A-U、T-A、C-G、G-C）相比，區(qū)別是：前者堿基A-T配對(duì)，后者堿基A-U配對(duì)．
（2）要探究斑馬魚(yú)眼睛缺陷是否是由Fabplla基因發(fā)生突變引起的，可采用PCR技術(shù)，即從異常眼部表現(xiàn)型的斑馬魚(yú)胚胎細(xì)胞中提取Fabplla基因，對(duì)其使用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，并研究該基因在斑馬魚(yú)胚胎發(fā)育中的功能．PCR技術(shù)擴(kuò)增Fabplla基因時(shí)，需要提供模板、原料、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）、引物等條件．將模板DNA加熱至90～95℃，該處理的目的是使目的基因DNA受熱變性后解旋為單鏈．
結(jié)果：NgAgo-gDNA系統(tǒng)引發(fā)的眼睛缺陷可通過(guò)外源添加Fabplla基因的mRNA來(lái)恢復(fù)，而且對(duì)Fabplla基因測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)其序列與對(duì)照組相同．
初步結(jié)論：斑馬魚(yú)眼睛缺陷是由 Fabplla基因轉(zhuǎn)錄受阻導(dǎo)致的，而非基因突變引起的．
（3）轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性問(wèn)題包括食物安全、生物安全和環(huán)境安全三個(gè)方面．
故答案為：
（1）氨基酸序列      動(dòng)物血清（或動(dòng)物血槳）  不需要    前者堿基A-T配對(duì)，后者堿基A-U配對(duì)
（2）熱穩(wěn)定DNA聚合酶（或Taq酶）  使目的基因DNA受熱變性后解旋為單鏈        斑馬魚(yú)眼睛缺陷是由 Fabplla基因轉(zhuǎn)錄受阻導(dǎo)致的，而非基因突變引起的
（3）環(huán)境安全

點(diǎn)評(píng) 本題考查PCR技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題，要求考生識(shí)記PCR技術(shù)的條件；識(shí)記動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件；識(shí)記轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性問(wèn)題，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．