题目
镰状细胞贫血病因是由基因突变而导致的一种遗传病，构成患者的β珠蛋白分子中缬氨酸代替了谷氨酸，致使去氧血红蛋白溶解度降低并聚集形成纤维结构，压迫细胞膜致红细胞弯曲成镰刀状。临床表现为慢性溶血性贫血、堵塞毛细血管而引起慢性局部缺血，从而导致器官组织损害。近年来人类首款基于CRISPR技术的Casgevy疗法获准用于治疗镰状细胞贫血等疾病。图1为人体血红蛋白在不同生长发育时期的α、β、γ珠蛋白组成变化，图2为利用CRISPR技术作用BCL11A基因的增强子作用图解。请根据所学知识据图回答下列问题：胎儿血红蛋白 成人血红蛋白-|||-QQ-|||-60-|||-100--|||-α y 向导RNA-|||-75- β Cas9-|||-50 靶DNA-|||-25- BCLILA-|||-0-|||-9 6 3 ó 3 6 9 增强子-|||-出生前的月数 出生后的月数 BCL11A:-|||-图1 图2（1）胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是 ____ 。（2）γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量 ____ ，γ珠蛋白基因的表达水平 ____ 。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因： ____ 。（3）据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖 ____ 识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是 ____ ，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。（4）Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得 ____ 细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过 ____ 达到治疗镰状细胞贫血的目的。镰状细胞贫血病因是由基因突变而导致的一种遗传病，构成患者的β珠蛋白分子中缬氨酸代替了谷氨酸，致使去氧血红蛋白溶解度降低并聚集形成纤维结构，压迫细胞膜致红细胞弯曲成镰刀状。临床表现为慢性溶血性贫血、堵塞毛细血管而引起慢性局部缺血，从而导致器官组织损害。近年来人类首款基于CRISPR技术的Casgevy疗法获准用于治疗镰状细胞贫血等疾病。图1为人体血红蛋白在不同生长发育时期的α、β、γ珠蛋白组成变化，图2为利用CRISPR技术作用BCL11A基因的增强子作用图解。请根据所学知识据图回答下列问题：胎儿血红蛋白 成人血红蛋白-|||-QQ-|||-60-|||-100--|||-α y 向导RNA-|||-75- β Cas9-|||-50 靶DNA-|||-25- BCLILA-|||-0-|||-9 6 3 ó 3 6 9 增强子-|||-出生前的月数 出生后的月数 BCL11A:-|||-图1 图2（1）胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是 ____ 。（2）γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量 ____ ，γ珠蛋白基因的表达水平 ____ 。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因： ____ 。（3）据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖 ____ 识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是 ____ ，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。（4）Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得 ____ 细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过 ____ 达到治疗镰状细胞贫血的目的。
镰状细胞贫血病因是由基因突变而导致的一种遗传病，构成患者的β珠蛋白分子中缬氨酸代替了谷氨酸，致使去氧血红蛋白溶解度降低并聚集形成纤维结构，压迫细胞膜致红细胞弯曲成镰刀状。临床表现为慢性溶血性贫血、堵塞毛细血管而引起慢性局部缺血，从而导致器官组织损害。近年来人类首款基于CRISPR技术的Casgevy疗法获准用于治疗镰状细胞贫血等疾病。图1为人体血红蛋白在不同生长发育时期的α、β、γ珠蛋白组成变化，图2为利用CRISPR技术作用BCL11A基因的增强子作用图解。请根据所学知识据图回答下列问题：
（1）胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是 ____ 。
（2）γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量 ____ ，γ珠蛋白基因的表达水平 ____ 。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因： ____ 。
（3）据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖 ____ 识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是 ____ ，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。
（4）Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得 ____ 细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过 ____ 达到治疗镰状细胞贫血的目的。
镰状细胞贫血病因是由基因突变而导致的一种遗传病，构成患者的β珠蛋白分子中缬氨酸代替了谷氨酸，致使去氧血红蛋白溶解度降低并聚集形成纤维结构，压迫细胞膜致红细胞弯曲成镰刀状。临床表现为慢性溶血性贫血、堵塞毛细血管而引起慢性局部缺血，从而导致器官组织损害。近年来人类首款基于CRISPR技术的Casgevy疗法获准用于治疗镰状细胞贫血等疾病。图1为人体血红蛋白在不同生长发育时期的α、β、γ珠蛋白组成变化，图2为利用CRISPR技术作用BCL11A基因的增强子作用图解。请根据所学知识据图回答下列问题：
（1）胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是 ____ 。
（2）γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量 ____ ，γ珠蛋白基因的表达水平 ____ 。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因： ____ 。
（3）据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖 ____ 识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是 ____ ，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。
（4）Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得 ____ 细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过 ____ 达到治疗镰状细胞贫血的目的。
（1）胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是 ____ 。
（2）γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量 ____ ，γ珠蛋白基因的表达水平 ____ 。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因： ____ 。
（3）据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖 ____ 识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是 ____ ，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。
（4）Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得 ____ 细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过 ____ 达到治疗镰状细胞贫血的目的。
镰状细胞贫血病因是由基因突变而导致的一种遗传病，构成患者的β珠蛋白分子中缬氨酸代替了谷氨酸，致使去氧血红蛋白溶解度降低并聚集形成纤维结构，压迫细胞膜致红细胞弯曲成镰刀状。临床表现为慢性溶血性贫血、堵塞毛细血管而引起慢性局部缺血，从而导致器官组织损害。近年来人类首款基于CRISPR技术的Casgevy疗法获准用于治疗镰状细胞贫血等疾病。图1为人体血红蛋白在不同生长发育时期的α、β、γ珠蛋白组成变化，图2为利用CRISPR技术作用BCL11A基因的增强子作用图解。请根据所学知识据图回答下列问题：
（1）胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是 ____ 。
（2）γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量 ____ ，γ珠蛋白基因的表达水平 ____ 。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因： ____ 。
（3）据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖 ____ 识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是 ____ ，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。
（4）Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得 ____ 细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过 ____ 达到治疗镰状细胞贫血的目的。
题目解答
答案
解：（1）胎儿血红蛋白主要以 α2γ2 形式存在，成人主要以α2β2形式存在，同一个个体不同时期构成血红蛋白的肽链有差别，其根本原因是基因的选择性表达。
（2）BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。通过图1可知，出生前半年γ珠蛋白含量较高，说明出生前半年，BCL11A蛋白的表达量较低；γ珠蛋白基因的表达水平较高。婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常出现镰状细胞贫血症状，说明婴儿体内γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，由β珠蛋白参与的血红蛋白不正常。
（3）据图2可判断，Cas9是一种需要依赖向导RNA才能识别DNA上碱基序列的限制性核酸内切酶，向导RNA识别DNA的原理是碱基互补配对。
（4）结合（2）可知，BCL11A蛋白会导致镰状细胞产生，因此，需要通过基因改造，获得BCL11A蛋白合成减少的造血干细胞（或BCL11A增强子被破坏的造血干细胞，或BCL11A表达减弱的造血干细胞），从而恢复胎儿正常血红蛋白的合成；利用CRISPR技术还可以通过特异性切割并修复β珠蛋白基因达到治疗镰状细胞贫血的目的。
故答案为：
（1）基因的选择性表达
（2）较低 较高 婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常
（3）向导RNA DNA和RNA之间的碱基互补配对
（4）BCL11A蛋白合成减少的造血干（或BCL11A增强子被破坏的造血干，或BCL11A表达减弱的造血干） 特异性切割并修复β珠蛋白基因
解：（1）胎儿血红蛋白主要以 α2γ2 形式存在，成人主要以α2β2形式存在，同一个个体不同时期构成血红蛋白的肽链有差别，其根本原因是基因的选择性表达。
（2）BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。通过图1可知，出生前半年γ珠蛋白含量较高，说明出生前半年，BCL11A蛋白的表达量较低；γ珠蛋白基因的表达水平较高。婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常出现镰状细胞贫血症状，说明婴儿体内γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，由β珠蛋白参与的血红蛋白不正常。
（3）据图2可判断，Cas9是一种需要依赖向导RNA才能识别DNA上碱基序列的限制性核酸内切酶，向导RNA识别DNA的原理是碱基互补配对。
（4）结合（2）可知，BCL11A蛋白会导致镰状细胞产生，因此，需要通过基因改造，获得BCL11A蛋白合成减少的造血干细胞（或BCL11A增强子被破坏的造血干细胞，或BCL11A表达减弱的造血干细胞），从而恢复胎儿正常血红蛋白的合成；利用CRISPR技术还可以通过特异性切割并修复β珠蛋白基因达到治疗镰状细胞贫血的目的。
故答案为：
（1）基因的选择性表达
（2）较低 较高 婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常
（3）向导RNA DNA和RNA之间的碱基互补配对
（4）BCL11A蛋白合成减少的造血干（或BCL11A增强子被破坏的造血干，或BCL11A表达减弱的造血干） 特异性切割并修复β珠蛋白基因
（2）BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。通过图1可知，出生前半年γ珠蛋白含量较高，说明出生前半年，BCL11A蛋白的表达量较低；γ珠蛋白基因的表达水平较高。婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常出现镰状细胞贫血症状，说明婴儿体内γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，由β珠蛋白参与的血红蛋白不正常。
（3）据图2可判断，Cas9是一种需要依赖向导RNA才能识别DNA上碱基序列的限制性核酸内切酶，向导RNA识别DNA的原理是碱基互补配对。
（4）结合（2）可知，BCL11A蛋白会导致镰状细胞产生，因此，需要通过基因改造，获得BCL11A蛋白合成减少的造血干细胞（或BCL11A增强子被破坏的造血干细胞，或BCL11A表达减弱的造血干细胞），从而恢复胎儿正常血红蛋白的合成；利用CRISPR技术还可以通过特异性切割并修复β珠蛋白基因达到治疗镰状细胞贫血的目的。
故答案为：
（1）基因的选择性表达
（2）较低 较高 婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常
（3）向导RNA DNA和RNA之间的碱基互补配对
（4）BCL11A蛋白合成减少的造血干（或BCL11A增强子被破坏的造血干，或BCL11A表达减弱的造血干） 特异性切割并修复β珠蛋白基因
解：（1）胎儿血红蛋白主要以 α2γ2 形式存在，成人主要以α2β2形式存在，同一个个体不同时期构成血红蛋白的肽链有差别，其根本原因是基因的选择性表达。
（2）BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。通过图1可知，出生前半年γ珠蛋白含量较高，说明出生前半年，BCL11A蛋白的表达量较低；γ珠蛋白基因的表达水平较高。婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常出现镰状细胞贫血症状，说明婴儿体内γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，由β珠蛋白参与的血红蛋白不正常。
（3）据图2可判断，Cas9是一种需要依赖向导RNA才能识别DNA上碱基序列的限制性核酸内切酶，向导RNA识别DNA的原理是碱基互补配对。
（4）结合（2）可知，BCL11A蛋白会导致镰状细胞产生，因此，需要通过基因改造，获得BCL11A蛋白合成减少的造血干细胞（或BCL11A增强子被破坏的造血干细胞，或BCL11A表达减弱的造血干细胞），从而恢复胎儿正常血红蛋白的合成；利用CRISPR技术还可以通过特异性切割并修复β珠蛋白基因达到治疗镰状细胞贫血的目的。
故答案为：
（1）基因的选择性表达
（2）较低 较高 婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常
（3）向导RNA DNA和RNA之间的碱基互补配对
（4）BCL11A蛋白合成减少的造血干（或BCL11A增强子被破坏的造血干，或BCL11A表达减弱的造血干） 特异性切割并修复β珠蛋白基因