科研人员以浮萍为实验材料，成功建立了其稳定的遗传转化体系，并用遗传转化（转基因）技术实现了浮萍药用蛋白生物反应器的建立。建立过程使用的CRISPR/Cas9基因编辑技术可以按照人们的意愿精准剪切、改编任意靶基因的遗传信息，其原理是由一条单链向导RNA（SgRNA）引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点进行切割，便于目的基因与载体的连接。
(1)sgRNA能引导Cas9蛋白精准确定目的基因的位置，其原理是_____，Cas9蛋白的作用是_____。
(2)浮萍转化体系的建立，需使用不同种类的农杆菌对浮萍进行侵染，统计侵染3d后浮萍愈伤组织的GUS瞬时表达率（农杆菌介导的目的基因表达数量/含有该基因总数的比率），结果如下图1所示，浮萍遗传转化应选用_____杆菌菌种，其依据是_____。
(3)在侵染过程中抑制农杆菌过度生长是转基因成败的关键，头孢霉素（Cef）和羧苄青霉素（Carb）都具有抑制农杆菌生长的作用。本实验采用检测OD值（光密度的缩写，表示被检测物吸收掉的光密度）观察抗生素对农杆菌的抑制效果，如图2所示，在侵染浮萍愈伤组织时选择_____作为抑菌的抗生素，其最佳浓度选用_____。
(4)在转基因浮萍的培育过程中，科研人员用PCR技术特异性地快速扩增了目的基因。已知PCR引物序列如下图所示，并在每种引物的5'端设计了特定序列。
引物1：GGAAGATCTTCCCGCGGATCCATGGACTATATGTATGGA
引物2：AAACTGCAGTTAGATTCTAGAGGGAATGA
两种引物设计的依据是_____，下划线特定序列设计的目的是_____。
【答案】
(1) 单链sgRNA与目的基因之间的碱基互补配对 识别特定的核苷酸序列并在特定位置切割磷酸二酯键
(2) EHA105 农杆菌EHA105的GUS瞬时表达率（即介导的目的基因表达数量）要高于GV3101和C58C1
(3) 头孢霉素或羧苄青霉素 300mg/L
(4) 目的基因两端的部分DNA序列 使扩增出的目的基因两端含有相应限制酶的识别序列和切割位点
【解析】
【分析】
sgRNA能特异性识别特定的DNA序列，依据的原理是sgRNA与目标DNA发生碱基互补配对，从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切。
(1)
sgRNA能特异性识别特定的DNA序列，依据的原理是sgRNA与目标DNA发生碱基互补配对，从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切。
(2)
根据图1分析可知：农杆菌EHA105的GUS瞬时表达率（即介导的目的基因表达数量）要高于GV3101和C58C1，所以浮萍遗传转化应选用EHA105杆菌菌种。
(3)
根据图2分析可知：头孢霉素或羧苄青霉素在浓度为300mg/L时均能完全抑制农杆菌的生长，因此在侵染浮萍愈伤组织时选择头孢霉素或羧苄青霉素作为抑菌的抗生素，其最佳浓度选用300mg/L。
(4)
引物必须根据目的基因两端的部分DNA序列设计；因此下划线特定序列的设计目的是使扩增出的目的基因两端含有相应限制酶的识别序列和切割位点，便于构建重组质粒。
【点睛】
本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理、操作工具及操作步骤，掌握各操作工具的作用及各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题。