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研究者取野生型小鼠(Ⅰ+Ⅰ+)的胚胎干细胞,转入含neor基因(新霉素抗性基因)的DNA片段,定向突变Ⅰ+基因(结果如图1),再将突变的胚胎干细胞移回野生型小鼠胚胎,培育出带突变基
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研究者取野生型小鼠(Ⅰ+Ⅰ+)的胚胎干细胞,转入含neor基因(新霉素抗性基因)的DNA片段,定向突变Ⅰ+基因(结果如图1),再将突变的胚胎干细胞移回野生型小鼠胚胎,培育出带突变基因(Ⅰ-)的杂合子小鼠.
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(1)将外源DNA片段导入胚胎干细胞后,需用含___的培养基培养细胞,以筛选得到突变的胚胎干细胞
(2)用此杂合体小鼠与野生型小鼠进行杂交实验,并通过DNA分子杂交技术检测小鼠的基因型,结果如图2.
①检测小鼠的基因型,需根据___序列设计DNA分子探针.根据杂交实验结果推测,I基因的功能是与___(性状)有关.
②分析系谱图___(能/不能)判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性.
③只有突变基因来自___(父本/母本)时,杂合子小鼠才表现出发育迟缓,由此推测来自___的I基因在体细胞中不表达.
④提取小鼠体细胞的总RNA,加入Actin基因(编码细胞骨架蛋白)和neor基因的RNA探针,之后加入RNA酶水解单链RNA.若探针能与细胞样品的RNA结合成双链RNA则不被酶水解而保留,电泳分析时呈现明显条带(在记录实验结果时,有明显条带用“+”表示,无明显条带用“一”表示).请将支持③推测的实验结果填入表中ⅰ、ⅱ、ⅲ处.
(3)杂合子小鼠雌雄个体交配,则后代的表现型及比例为___.
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(1)将外源DNA片段导入胚胎干细胞后,需用含___的培养基培养细胞,以筛选得到突变的胚胎干细胞
(2)用此杂合体小鼠与野生型小鼠进行杂交实验,并通过DNA分子杂交技术检测小鼠的基因型,结果如图2.
①检测小鼠的基因型,需根据___序列设计DNA分子探针.根据杂交实验结果推测,I基因的功能是与___(性状)有关.
②分析系谱图___(能/不能)判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性.
③只有突变基因来自___(父本/母本)时,杂合子小鼠才表现出发育迟缓,由此推测来自___的I基因在体细胞中不表达.
④提取小鼠体细胞的总RNA,加入Actin基因(编码细胞骨架蛋白)和neor基因的RNA探针,之后加入RNA酶水解单链RNA.若探针能与细胞样品的RNA结合成双链RNA则不被酶水解而保留,电泳分析时呈现明显条带(在记录实验结果时,有明显条带用“+”表示,无明显条带用“一”表示).请将支持③推测的实验结果填入表中ⅰ、ⅱ、ⅲ处.
野生型小鼠 | 突变基因来自父本的杂合子小鼠 | 突变基因来自母本的杂合子小鼠 | |
Actin基因的RNA探针 | + | + | + |
neor基因的RNA探针 | ⅰ ___ | ⅱ ___ | ⅲ ___ |
▼优质解答
答案和解析
(1)根据题干“入含neor基因(新霉素抗性基因)的DNA片段”,可以推断出:需用含新霉素的培养基培养细胞,如果细胞存活,说明具有抗新霉素的功能,是突变的胚胎干细胞;如果不能存活,说明不是突变的胚胎干细胞.
(2)①根据比较Ⅰ+、Ⅰ-基因,发现Ⅰ+基因的外显子序列被替换成neor基因序列,基因就会不变为Ⅰ-基因.因此检测小鼠的基因型,需根据外显子2和neor基因序列设计DNA分子探针,判断是否含有Ⅰ+或Ⅰ-基因.根据杂交实验结果推测,后代出现发育迟缓、体型瘦弱型或出现正常发育的,因此可判断出:I基因的功能是与生长发育有关.
②分析系谱图,发现杂合子小鼠既有体型正常的,又有发育迟缓、体型瘦弱的,无法判断性状的显、隐性,所以也无法判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性.
③根据遗传系谱图发现:F1→F2或F2→F3或F3→F4中,父本如果有突变基因,也就是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体,子代杂合体就会是发育迟缓、体型瘦弱型,可推断出突变基因来自于父本;而母本是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体,后代不会出现发育迟缓、体型瘦弱的杂合体,由此进一步推测来自母本的I基因在体细胞中不表达.
④野生型小鼠的基因型为Ⅰ+Ⅰ+,无突变基因,不会转录出相应的mRNA,因此不能与netr基因的RNA探针配对,即i为-;突变基因来自父本的杂合子小鼠,含有突变基因,会转录出相应的mRNA可以与与netr基因的RNA探针配对,呈现出明显条带,即ⅱ:+;突变基因来自母本的杂合子小鼠,因I基因在体细胞中不表达,不会转录出相应的mRNA,所以不会呈现出明显条带,即ⅲ:-.
(3)杂合子小鼠雌雄个体交配,即:Ⅰ+Ⅰ-×Ⅰ+Ⅰ-→Ⅰ+Ⅰ+:Ⅰ+Ⅰ-:Ⅰ-Ⅰ-=1:2:1.由于突变基因来自父本时,杂合子小鼠会表现出发育迟缓、体型瘦弱的性状,因此后代的表现型及比例为野生型:发育迟缓型=1:1.
故答案为:
(1)新霉素
(2)①外显子2和neor基因 生长发育
②不能 杂合子小鼠既有体型正常的,又有发育迟缓、体型瘦弱的,无法判断性状的显、隐性,所以也无法判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性
③父本 母本
④ⅰ:-、ⅱ:+、ⅲ:-
(3)野生型:发育迟缓型=1:1
(2)①根据比较Ⅰ+、Ⅰ-基因,发现Ⅰ+基因的外显子序列被替换成neor基因序列,基因就会不变为Ⅰ-基因.因此检测小鼠的基因型,需根据外显子2和neor基因序列设计DNA分子探针,判断是否含有Ⅰ+或Ⅰ-基因.根据杂交实验结果推测,后代出现发育迟缓、体型瘦弱型或出现正常发育的,因此可判断出:I基因的功能是与生长发育有关.
②分析系谱图,发现杂合子小鼠既有体型正常的,又有发育迟缓、体型瘦弱的,无法判断性状的显、隐性,所以也无法判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性.
③根据遗传系谱图发现:F1→F2或F2→F3或F3→F4中,父本如果有突变基因,也就是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体,子代杂合体就会是发育迟缓、体型瘦弱型,可推断出突变基因来自于父本;而母本是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体,后代不会出现发育迟缓、体型瘦弱的杂合体,由此进一步推测来自母本的I基因在体细胞中不表达.
④野生型小鼠的基因型为Ⅰ+Ⅰ+,无突变基因,不会转录出相应的mRNA,因此不能与netr基因的RNA探针配对,即i为-;突变基因来自父本的杂合子小鼠,含有突变基因,会转录出相应的mRNA可以与与netr基因的RNA探针配对,呈现出明显条带,即ⅱ:+;突变基因来自母本的杂合子小鼠,因I基因在体细胞中不表达,不会转录出相应的mRNA,所以不会呈现出明显条带,即ⅲ:-.
(3)杂合子小鼠雌雄个体交配,即:Ⅰ+Ⅰ-×Ⅰ+Ⅰ-→Ⅰ+Ⅰ+:Ⅰ+Ⅰ-:Ⅰ-Ⅰ-=1:2:1.由于突变基因来自父本时,杂合子小鼠会表现出发育迟缓、体型瘦弱的性状,因此后代的表现型及比例为野生型:发育迟缓型=1:1.
故答案为:
(1)新霉素
(2)①外显子2和neor基因 生长发育
②不能 杂合子小鼠既有体型正常的,又有发育迟缓、体型瘦弱的,无法判断性状的显、隐性,所以也无法判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性
③父本 母本
④ⅰ:-、ⅱ:+、ⅲ:-
(3)野生型:发育迟缓型=1:1
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