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课件网) 生物科技进展 基因组编辑 1 生命观念 结合治疗白血病案例，理解基因组编辑技术的研究意义。 3 科学探究 通过模型建构，尝试应用CRISPR/Cas9解决问题。 核心素养目标 2 科学思维 通过阅读资料，归纳和概括出概念。 4 社会责任 分析CRISPR/Cas9的优缺点，认同CRISPR/Cas9应用前景。 1 认识基因组编辑技术 3 CRISPR/Cas9系统的应用 学 习 任 务 2 CRISPR/Cas9系统的原理 4 CRISPR/Cas9系统的优缺点 5 基因组编辑技术的发展前景 问题探讨：基因组编辑技术成功治愈了白血病，那什么是基因组编辑呢？ 资料：2022年英国一家医院，通过基因组编辑完成了一项生物工程壮举，重新引导免疫系统来对抗癌症，成功治愈了患有急性T淋巴细胞白血病的女孩艾莉莎。 创设情景 1.基因组编辑的概念： 通过精确识别靶细胞DNA片段中靶点的核苷酸序列，利用核酸内切酶对DNA靶点序列进行切割，从而完成对靶细胞DNA目的基因片段的精确编辑。 任务1：认识基因组编辑技术 2.基因组编辑的发展历程： 一代：ZFN(锌指核酸酶）,1996年； 二代：TALEN(类转录激活因子效应物核酸酶),2011年 三代：CRISPR/Cas(成簇规律间隔短回文重复技术),2012年； 杜德娜和卡彭蒂耶 任务1：认识基因组编辑技术 应用最广泛的技术:CRISPR/Cas9系统 张锋 3.CRISPR/Cas9系统的发现： 任务1：认识基因组编辑技术 CRISPR Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats 嗜热链球菌 天然的CRISPR/Cas9系统 人工改造后的CRISPR/Cas9系统 3.CRISPR/Cas9系统的发现： 任务1：认识基因组编辑技术 组 分 功 能 短链RNA 核酸酶Cas9 作为“向导”,部分序列通过碱基互补配对,与目的基因中希望被编辑的DNA序列结合 与短链RNA结合,切割与向导RNA结合的DNA,使DNA双链断裂 阅读课本 P85 的相关内容，填写下表 自主学习 4.CRISPR/Cas9系统的组成和功能 任务1：认识基因组编辑技术 任务1：认识基因组编辑技术 思考1 如何设计sgRNA片段呢？ 1.向导 RNA 的识别序列可通过_____（原则）与相应 DNA 结合。若 α 链剪切点附近序列为…TCCTGAATC…，则向导RNA的识别序列为 _____。 跟踪练习 CRISPR-Cas9 基因编辑系统由单链向导RNA 和 Cas9 蛋白组成，其中向导 RNA的碱基序列可以人为任意设计，当其与目标 DNA上某序列发生局部互相结合时，Cas9 蛋白就可以切断此处的 DNA 序列（如右图）。请分析回答∶ 碱基互补配对 …UCCUGAAUC… 任务2 CRISPR/Cas9系统的原理 思考2 观看视频，CRISPR/Cas9系统的原理包括几个过程？ 原理：①sgRNA引导的Cas9靶向DNA切割 ②DNA修复 任务2 CRISPR/Cas9系统的原理 1.DNA的切割 ①构建sgRNA，其中一段序列和目标DNA相匹配 ②将sgRNA附着在通用的“切割蛋白”Cas上，创建CRISPR工具 ③将CRISPR工具引入目标细胞，sgRNA会找到与其匹配的DNA序列。 ④Cas9蛋白将DNA双链从某个位点剪断 非同源末端接合 (NHEJ) 同源介导的修复(HDR) 任务2 CRISPR/Cas9系统的原理 2.DNA的修复 任务3 CRISPR/Cas9系统的应用 应用1：用于有缺陷基因的纠正 2013年10月，来自上海生命科学院的李劲松（Jinsong Li）研究员领导研究小组，利用 CRISPR/Cas9 取代了引起小鼠白内障的一个单碱基对突变。研究人员设计了一种sg RNA 将 Cas9 引导到突变等位基因处，诱导了 DNA 切割。随后他们利用其它野生型等位基因或寡核苷酸向受精卵提供修复机制，纠正了有缺陷的等位基因序列。 资料1 思考3 结合下列资料1-3，归纳出 CRISPR/Cas9 的应用。 任务3 CRISPR/Cas9系统的应用 应用2：用于定点突变 2023年8月15日，来自哈佛医学院的Tao等人， 利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术，对耳聋相关基因突变位点进行编辑，使得小鼠模型部分听力恢复 ... ...
