Question

【題目】研究者取野生型小鼠（I+I+）的胚胎干細(xì)胞，轉(zhuǎn)入含neor基因（新霉素抗性基因）的DNA片段，定向突變I+基因（結(jié)果如圖a），再將突變的胚胎干細(xì)胞移回野生型小鼠胚胎，培育出帶突變基因（I-）的雜合子小鼠。

（1）將外源DNA片段導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞后，需用含__________的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞，以篩選得到突變的胚胎干細(xì)胞。

（2）用此雜合體小鼠與野生型小鼠進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，并通過DNA分子雜交技術(shù)檢測小鼠的基因型，結(jié)果如圖b。

①檢測小鼠的基因型，需根據(jù)__________序列設(shè)計(jì)DNA分子探針。根據(jù)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測，I基因的功能是與__________有關(guān)。

②分析系譜圖__________（能/不能）判斷I+、I-基因的顯、隱性，理由是____________________。

③只有突變基因來自__________（父本/母本）時(shí)，雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩，由此推測來自____________________的I基因在體細(xì)胞中不表達(dá)。

④提取小鼠體細(xì)胞的總RNA，加入Actin基因（編碼細(xì)胞骨架蛋白）和neor基因的RNA探針，之后加入RNA酶水解單鏈RNA。若探針能與細(xì)胞樣品的RNA結(jié)合成雙鏈RNA則不被酶水解而保留，電泳分析時(shí)呈現(xiàn)明顯條帶（在記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，有明顯 條帶用“+”表示，無明顯條帶用“-”表示）。請將支持③推測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表i、ii、iii處。

	野生型小鼠	突變基因來自父本的雜合子小鼠	突變基因來自母本的雜合子小鼠
Actin基因的RNA探針	+	+	+
neor基因的RNA探針	i__________	ii__________	iii__________

（3）雜合子小鼠雌雄個(gè)體交配，則后代的表現(xiàn)型及比例為__________。

Answer 1

【答案】 新霉素 外顯子2和neor基因 生長發(fā)育 不能 雜合子小鼠既有體型正常的，又有發(fā)育遲緩、體型瘦弱的，無法判斷性狀的顯、隱性，所以也無法判斷I+、I-基因的顯、隱性 父本 母本 i：- ii：+ iii：- 野生型：發(fā)育遲緩型=1：1

【解析】【試題分析】

本題設(shè)置了新的情境，對所學(xué)知識進(jìn)行綜合考察。但最后的落腳點(diǎn)卻都是平時(shí)學(xué)過的基礎(chǔ)知識。需要認(rèn)真審題，結(jié)合所學(xué)知識和題目要求，才能解答。

1.由圖a可知，在I+基因的外顯子2中插入了含neor基因（新霉素抗性基因）的DNA片段，使I+基因突變?yōu)?/span>I-基因。所以基因I+和I-的區(qū)別就在于外顯子2和neor基因的序列不同。檢測外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可用標(biāo)記基因neor作探針進(jìn)行檢測。

2.圖b表示雜合子小鼠與野生型小鼠的雜交結(jié)果。雜交后代中有的個(gè)體發(fā)育遲緩、體型瘦弱，有的個(gè)體體型正常。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，只有突變基因來自父本時(shí)，雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩。

3.雜合子小鼠雌雄個(gè)體（I+I-）交配，遵循基因的分離定律，但后代的表現(xiàn)型需結(jié)合題意確定。

（1）由題意可知，外源DNA片段中含有neor基因（新霉素抗性基因），所以將該外源DNA片段導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞后嗎，需用含新霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞，以篩選得到突變的胚胎干細(xì)胞。

（2）①可用DNA分子雜交技術(shù)檢測小鼠的基因型。結(jié)合圖a和（1）題分析可知，檢測小鼠的基因型的過程中，需根據(jù)外顯子2和neor基因序列設(shè)計(jì)DNA分子探針；根據(jù)圖b顯示的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，雜交后代有的個(gè)體發(fā)育遲緩、體型瘦弱，有的個(gè)體體型正常，由此可推測，I基因的功能是與小鼠的生長發(fā)育有關(guān)。

②由圖b可知，雜合子小鼠既有體型正常的，又有發(fā)育遲緩、體型瘦弱的，無法判斷性狀的顯、隱性，所以也無法判斷I+、I-基因的顯、隱性。

③觀察圖b可知，只有突變基因來自父本時(shí)，雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩，由此推測來自母本的I基因在體細(xì)胞中不表達(dá)。

④野生型小鼠的基因型是I+I+，細(xì)胞內(nèi)不含neor基因，則總RNA中也就沒有與neor基因?qū)��?yīng)的RNA，所以加入neor基因的RNA探針后，電泳分析時(shí)無明顯條帶，故i處填“-”；突變基因來自父本的雜合子小鼠（I+I-）細(xì)胞中I基因表達(dá)，則總RNA中含有與neor基因?qū)��?yīng)的RNA，所以加入neor基因的RNA探針后，電泳分析時(shí)有明顯條帶，故ii處填“+”；突變基因來自母本的雜合子小鼠（I+I-）細(xì)胞中I基因不表達(dá)，則總RNA中沒有與neor基因?qū)��?yīng)的RNA，所以加入neor基因的RNA探針后，電泳分析時(shí)無明顯條帶，故iii處填“-”。

（3）雜合子小鼠雌雄個(gè)體（I+I-）交配，則后代的基因型及比例為I+I+（野生型）∶I+I-（假設(shè)I-基因來自母親，即該基因不表達(dá)，則表現(xiàn)為體型正常的野生型）∶I+I-（假設(shè)I-基因來自父本，即該基因表達(dá)，則表現(xiàn)為發(fā)育遲緩型）∶I-I-（來自父本的I-基因表達(dá)，來自母本的I-基因不表達(dá)，故表現(xiàn)為發(fā)育遲緩型）＝1∶1∶1∶1，則后代的表現(xiàn)型及比例為野生型∶發(fā)育遲緩型＝1∶1。