新人教新高考生物一輪復(fù)習(xí)課件 第10單元 解惑練5　CRISPRCas9技術(shù)

這是一份新人教新高考生物一輪復(fù)習(xí)課件 第10單元 解惑練5　CRISPRCas9技術(shù)，共19頁(yè)。PPT課件主要包含了高考生物一輪復(fù)習(xí)策略，解惑練5，核糖體，磷酸二酯，堿基互，補(bǔ)配對(duì)，向?qū)NA中，的識(shí)別序列，T淋巴細(xì)胞，之間的堿基互補(bǔ)配對(duì)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1、落實(shí)考點(diǎn)。一輪復(fù)習(xí)時(shí)要在熟讀課本、系統(tǒng)掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念和基本原理后，要找出重點(diǎn)和疑點(diǎn)；通過結(jié)合復(fù)習(xí)資料，篩選出難點(diǎn)和考點(diǎn)，有針對(duì)地重點(diǎn)復(fù)習(xí)。這就需要在掌握重點(diǎn)知識(shí)的同時(shí)，要善于進(jìn)行知識(shí)遷移和運(yùn)用，提高分析歸納的能力。2、注重理論聯(lián)系實(shí)際。生物的考試并不僅僅是考概念，學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移非常重要，并要靈活運(yùn)用課本上的知識(shí)。不過特別強(qiáng)調(diào)了從圖表、圖形提取信息的能力。歷年高考試題，圖表題都占有比較大的比例。那些圖表題雖不是教材中的原圖，但它源于教材而又高于教材，是對(duì)教材內(nèi)容和圖表的變換、深化、拓展，使之成了考查學(xué)生讀圖能力、綜合分析能力、圖文轉(zhuǎn)換能力的有效途徑。3、一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，還要重點(diǎn)“攻堅(jiān)”，突出對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)的理解和掌握。這部分知識(shí)通常都是學(xué)生難于理解的內(nèi)容，做題時(shí)容易出錯(cuò)的地方。分析近幾年的高考生物試題，重點(diǎn)其實(shí)就是可拉開距離的重要知識(shí)點(diǎn)。　4、學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆。這一點(diǎn)對(duì)高三生物一輪復(fù)習(xí)很重要。尤其是對(duì)于錯(cuò)題。錯(cuò)題整理不是把錯(cuò)題抄一遍。也不是所有的錯(cuò)題都需要整理。
CRISPR/Cas9技術(shù)
1.CRISPR/Cas9技術(shù)敲除掉部分基因原理(1)CRISPR/Cas9是細(xì)菌的一種后天免疫防御機(jī)制——CRISPR序列示意圖如下(其中，菱形框表示高度可變的間隔序列，正方形表示相對(duì)保守的重復(fù)序列)，其中的“間隔序列”來(lái)源于病毒或外源質(zhì)粒的一小段DNA，是細(xì)菌對(duì)這些外來(lái)入侵者的“記錄”。
(2)病毒或外源質(zhì)粒上存在“原間隔序列”，“間隔序列”正是與它們互相對(duì)應(yīng)?！霸g隔序列”的選取并不是隨機(jī)的，這些原間隔序列的兩端向外延伸的幾個(gè)堿基往往都很保守，我們稱為PAM(原間隔序列臨近基序)。
(3)當(dāng)病毒或外源質(zhì)粒DNA首次入侵到細(xì)菌體內(nèi)時(shí)，細(xì)菌會(huì)對(duì)外源DNA潛在的PAM序列進(jìn)行掃描識(shí)別，將臨近PAM的序列作為候選的“原間隔序列”，將其整合到細(xì)菌基因組上CRISPR序列中的兩個(gè)“重復(fù)序列”之間。這就是“間隔序列”產(chǎn)生的過程。(4)當(dāng)外源質(zhì)?；虿《驹俅稳肭炙拗骶鷷r(shí)，會(huì)誘導(dǎo)CRISPR序列的表達(dá)。同時(shí)，在CRISPR序列附近還有一組保守的蛋白編碼基因，稱為Cas基因。CRISPR序列的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物CRISPR RNA和Cas基因的表達(dá)產(chǎn)物等一起合作，通過對(duì)PAM序列的識(shí)別，以及“間隔序列”與外源DNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)，來(lái)找到外源DNA上的靶序列，并對(duì)其切割，降解外源DNA。這也就實(shí)現(xiàn)了對(duì)病毒或外源質(zhì)粒再次入侵的免疫應(yīng)答。
2.CRISPR/Cas9技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展(1)具體運(yùn)用如右圖所示，在待敲除基因的上下游各設(shè)計(jì)一條向?qū)NA(指導(dǎo)RNA)，將其與含有Cas9蛋白編碼基因的質(zhì)粒一同轉(zhuǎn)入細(xì)胞中，向?qū)NA通過堿基互補(bǔ)配對(duì)可以靶向PAM附近的目標(biāo)序列，Cas9蛋白會(huì)使該基因上下游的DNA雙鏈斷裂。對(duì)于DNA雙鏈的斷裂這一生物事件，生物體自身存在著DNA損傷修復(fù)的應(yīng)答機(jī)制，會(huì)將斷裂上下游兩端的序列連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞中目標(biāo)基因的敲除。
(2)CRISPR/Cas9基因魔剪：當(dāng)研究人員要用基因魔剪來(lái)編輯一個(gè)基因組時(shí)，他們會(huì)人工構(gòu)建一個(gè)指導(dǎo)RNA，它與將要被切割的DNA代碼相匹配。魔剪蛋白Cas9與指導(dǎo)RNA形成復(fù)合物，將魔剪帶到基因組中將要進(jìn)行切割的地方。(3)原始的CRISPR－Cas9會(huì)由于RNA定位偏差而出現(xiàn)脫靶效應(yīng)，現(xiàn)在通過改進(jìn)，可以大幅降低脫靶效應(yīng)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了一些新的系統(tǒng)，除了最開始的Cas9，后面又找到了Cas12的一系列酶，機(jī)理上有一定不同，但還是用以切割DNA；還有Cas13則用于切割RNA?；贑as12和Cas13的開發(fā)以及機(jī)制研究，又發(fā)展出了新的工具用于快速檢測(cè)病毒，效率可以達(dá)到幾分鐘檢測(cè)一個(gè)樣品，并且用到了現(xiàn)在的新冠病毒檢測(cè)中。
1.CRISPR/Cas9是細(xì)菌和古細(xì)菌在長(zhǎng)期演化過程中形成的一種適應(yīng)性免疫防御機(jī)制，可用來(lái)對(duì)抗入侵的病毒及外源DNA，受此機(jī)制啟發(fā)，科學(xué)家們研發(fā)了CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，這是一種對(duì)靶向基因進(jìn)行特定DNA修飾的技術(shù)，其原理是由一個(gè)向?qū)NA分子引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個(gè)特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割。通過設(shè)計(jì)向?qū)NA中20個(gè)堿基的識(shí)別序列，可人為選擇DNA上的任一目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割(見下圖)。請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)CRISPR/Cas9基因編輯復(fù)合體中Cas9蛋白是由相應(yīng)基因指導(dǎo)，在細(xì)胞的_______中合成的，其工作原理是特異性地切斷目標(biāo)DNA的____________(填具體部位)；向?qū)NA中的識(shí)別序列與目標(biāo)DNA的識(shí)別遵循_____________原則，該復(fù)合體中，決定其在DNA上切割位點(diǎn)的是______________________。
(2)中國(guó)科學(xué)家從肺癌患者血液中提取某種細(xì)胞，利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)加入一個(gè)幫助這種細(xì)胞定向清除腫瘤的新基因序列，然后再把這些細(xì)胞注入患者的血液，以達(dá)到殺死癌細(xì)胞的目的。這些細(xì)胞應(yīng)該是人體的__________，這種治療方法屬于_____(填“體內(nèi)”或“體外”)基因治療。
(3)分析上述信息可知，CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)與早期基因工程相比最明顯的優(yōu)勢(shì)是__________________________________________________________________________。
CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可人為地選擇DNA上的目標(biāo)
位點(diǎn)進(jìn)行切割，目的性更強(qiáng)
2.(2022·湖南高三模擬)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可以按照人們的意愿精準(zhǔn)剪切、改變?nèi)我獍谢虻倪z傳信息，對(duì)該研究有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家被授予2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。其原理是由一條單鏈向?qū)NA(sgRNA)引導(dǎo)Cas9蛋白到一個(gè)特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割，從而達(dá)到基因定點(diǎn)敲除、敲入、突變的目的。通過設(shè)計(jì)向?qū)NA中20個(gè)堿基的識(shí)別序列，可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割(如圖所示)。請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)中，sgRNA是根據(jù)靶基因設(shè)計(jì)的引導(dǎo)RNA，準(zhǔn)確引導(dǎo)Cas9切割與sgRNA配對(duì)的靶基因DNA序列。Cas9借助向?qū)NA對(duì)目標(biāo)DNA分子進(jìn)行精準(zhǔn)定位，依賴于_______________________________________________；Cas9蛋白能對(duì)目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確切割，是因?yàn)開____________________________________________________________________________，由此可見，Cas9在功能上屬于_______________酶。
向?qū)NA識(shí)別序列與目標(biāo)DNA
Cas9蛋白能識(shí)別特定核苷酸序列并在特定位點(diǎn)斷開磷酸二酯鍵(Cas9蛋白具有專一性)
(2)在使用Cas9對(duì)不同目標(biāo)DNA進(jìn)行編輯時(shí)，應(yīng)使用Cas9蛋白和_____(填“相同”或“不同”)的向?qū)NA進(jìn)行基因編輯。在設(shè)計(jì)向?qū)NA識(shí)別序列時(shí)，若目標(biāo)DNA的α鏈切點(diǎn)附近序列為…GAATCTCCA…，則向?qū)NA上識(shí)別序列為__________________。
…GAAUCUCCA…