Question

4．基因編輯技術指對目標基因進行“編輯”，實現(xiàn)對特定DNA 片段的敲除、加入等．繼CRSPRI/Cas9 系統(tǒng)基因編輯技術風靡全球?qū)嶒炛梁螅�我國韓春雨研究團隊提出了NgAgo-gDNA 基因編輯工具，但卻引起了科學界的質(zhì)疑．為了探究NgAgo-gDNA 系統(tǒng)能否引發(fā)斑馬魚的Fabplla基因發(fā)生突變導致其眼睛發(fā)育缺陷，復旦大學和南通大學聯(lián)合進行了研究．請回答下列問題．
（1）探究一：NgAgo-gDNA 系統(tǒng)能否使斑馬魚眼睛缺陷？
方法：首先推測構(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胚胎細胞中，進行胚胎培養(yǎng)．培養(yǎng)液需含有葡萄糖、氨基酸、核苷酸、無機鹽、有機鹽、維生素和動物血清（或動物血漿）等．小斑馬魚的形成不需要（填“需要”或“不需要”）進行胚胎移植．單鏈gDNA 與Fabplla 基因的堿基互補配對與Fabplla 基因轉(zhuǎn)錄時的堿基互補配對相比，區(qū)別是前者堿基A-T配對，后者堿基A-U配對．
結(jié)果：實驗組斑馬魚胚胎出現(xiàn)了嚴重的眼睛缺陷．
（2）探究二：斑馬魚眼睛缺陷是否是由Fabplla 基因發(fā)生突變引起的？
方法：從異常眼部表現(xiàn)型的斑馬魚胚胎細胞中提取Fabplla 基因，對其使用PCR 技術進行擴增，并研究該基因在斑馬魚胚胎發(fā)育中的功能．PCR 技術擴增Fabplla 基因時，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)的眼睛缺陷可通過外源添加Fabplla 基因的mRNA 來恢復，而且對Fabplla 基因測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)其序列與對照組相同．
初步結(jié)論：斑馬魚眼睛缺陷是由Fabplla基因轉(zhuǎn)錄受阻導致的，而非基因突變引起的．
（3）轉(zhuǎn)基因技術是一把雙刃劍，它既可以造福人類，也可能在使用不當時給人類帶來災難．面對轉(zhuǎn)基因技術可能產(chǎn)生的負面影響，公眾不可避免地產(chǎn)生了疑慮，引發(fā)了人們在食物安全、生物安全和環(huán)境安全 三個方面發(fā)生激烈的爭論．

Answer 1

分析 1、PCR技術的條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
2、發(fā)育培養(yǎng)基的成分：無機鹽和有機鹽，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)．
3、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題：食物安全（滯后效應、過敏源、營養(yǎng)成分改變）、生物安全（對生物多樣性的影響）、環(huán)境安全（對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響）．

解答 解：（1）要探究NgAgo-gDNA系統(tǒng)能否使斑馬魚眼睛缺陷，首先推測構(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胚胎細胞中，進行胚胎培養(yǎng)．為了保證營養(yǎng)全面，培養(yǎng)液中還需要添加動物血清（或動物血漿）等．魚不是胎生動物，因此小斑馬魚的形成不需要進行胚胎移植．單鏈gDNA與Fabplla基因的堿基互補配對（A-T、T-A、C-G、G-C）與Fabplla基因轉(zhuǎn)錄時的堿基互補配對（A-U、T-A、C-G、G-C）相比，區(qū)別是：前者堿基A-T配對，后者堿基A-U配對．
（2）要探究斑馬魚眼睛缺陷是否是由Fabplla基因發(fā)生突變引起的，可采用PCR技術，即從異常眼部表現(xiàn)型的斑馬魚胚胎細胞中提取Fabplla基因，對其使用PCR技術進行擴增，并研究該基因在斑馬魚胚胎發(fā)育中的功能．PCR技術擴增Fabplla基因時，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)的眼睛缺陷可通過外源添加Fabplla基因的mRNA來恢復，而且對Fabplla基因測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)其序列與對照組相同．
初步結(jié)論：斑馬魚眼睛缺陷是由 Fabplla基因轉(zhuǎn)錄受阻導致的，而非基因突變引起的．
（3）轉(zhuǎn)基因技術的安全性問題包括食物安全、生物安全和環(huán)境安全三個方面．
故答案為：
（1）氨基酸序列      動物血清（或動物血槳）  不需要    前者堿基A-T配對，后者堿基A-U配對
（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        斑馬魚眼睛缺陷是由 Fabplla基因轉(zhuǎn)錄受阻導致的，而非基因突變引起的
（3）環(huán)境安全

點評 本題考查PCR技術、動物細胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題，要求考生識記PCR技術的條件；識記動物細胞培養(yǎng)的條件；識記轉(zhuǎn)基因動物的安全性問題，能結(jié)合所學的知識準確答題．