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生物--选修3现代生物科技专题用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术,能“敲除”DNA分子上的特定基因,可用来研究基因功能.该技术的主要过程如下:第一步:分离小鼠胚
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【生物--选修3现代生物科技专题】
用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术,能“敲除”DNA分子上的特定基因,可用来研究基因功能.该技术的主要过程如下:
第一步:分离小鼠胚胎干细胞,这些细胞中含有需要改造的基因,称“靶基因”.
第二步:获取与“靶基因”同源的DNA片段,利用特定技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因)成为突变DNA(如下图),使该片段上的靶基因失活.
第三步:将插入neoR基因(新霉素抗性基因)的靶基因转移入胚胎干细胞,再通过同源互换,用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个,完成对胚胎干细胞的基因改造.
第四步:将第三步处理后的胚胎干细胞,转移到特定培养基中筛选培养.
其基本原理如图所示,请分析回答:
(1)第二步中,获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是______,用此类酶处理DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生______末端.neoR基因既能使靶基因失活,又是基因表达载体中的______.“靶基因失活”的含义是______.
(2)第三步中,将插入neoR基因的靶基因转移入胚胎干细胞常用的方法是______.
(3)第四步中,该培养基要额外添加______,以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞.
(4)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠,运用到的生物技术有基因工程、______工程、______
工程等.
(5)将上述基因敲除小鼠相互交配,F1小鼠中可直接用来研究基因功能的占
,其它小鼠不能直接用于研究的原因是______.
用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术,能“敲除”DNA分子上的特定基因,可用来研究基因功能.该技术的主要过程如下:
第一步:分离小鼠胚胎干细胞,这些细胞中含有需要改造的基因,称“靶基因”.
第二步:获取与“靶基因”同源的DNA片段,利用特定技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因)成为突变DNA(如下图),使该片段上的靶基因失活.
第三步:将插入neoR基因(新霉素抗性基因)的靶基因转移入胚胎干细胞,再通过同源互换,用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个,完成对胚胎干细胞的基因改造.
第四步:将第三步处理后的胚胎干细胞,转移到特定培养基中筛选培养.
其基本原理如图所示,请分析回答:
(1)第二步中,获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是______,用此类酶处理DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生______末端.neoR基因既能使靶基因失活,又是基因表达载体中的______.“靶基因失活”的含义是______.
(2)第三步中,将插入neoR基因的靶基因转移入胚胎干细胞常用的方法是______.
(3)第四步中,该培养基要额外添加______,以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞.
(4)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠,运用到的生物技术有基因工程、______工程、______
工程等.
(5)将上述基因敲除小鼠相互交配,F1小鼠中可直接用来研究基因功能的占
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▼优质解答
答案和解析
(1)第二步中,获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是限制酶,限制酶能够切割形成黏性末端,也能形成平末端.neoR基因由于能使靶基因失活,这样只有靶基因失活的干细胞才能在含新霉素的培养基上生存,所以neoR基因还起到了标记基因的作用.“靶基因失活”的含义是靶基因不能正常表达.
(2)将目的基因转移到动物细胞的方法一般为显微注射法.
(3)neoR基因即为新霉素抗性基因,发生同源区段互换的胚胎干细胞具有该基因,因此可以抗新霉素.则第四步中,该培养基要额外添加新霉素,以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞.
(4)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠,运用到的生物技术有基因工程、细胞工程、胚胎工程等.
(3)上题中获得的基因敲除小鼠,可以用Aa基因型表示,即A表示失活靶基因.该小鼠自交,后代有
AA、
Aa、
aa,其中只有aa能够直接用来研究基因功能.其它小鼠体内至少有一个正常的靶基因,也能表达性状,故不能得到靶基因的功能.
故答案为:
(1)限制酶 平 标记基因 靶基因不能正常表达
(2)显微注射技术
(3)新霉素
(4)细胞 胚胎
(5)
这些小鼠体内至少有一个正常的靶基因,也能表达性状.故不能得到靶基因的功能
(2)将目的基因转移到动物细胞的方法一般为显微注射法.
(3)neoR基因即为新霉素抗性基因,发生同源区段互换的胚胎干细胞具有该基因,因此可以抗新霉素.则第四步中,该培养基要额外添加新霉素,以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞.
(4)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠,运用到的生物技术有基因工程、细胞工程、胚胎工程等.
(3)上题中获得的基因敲除小鼠,可以用Aa基因型表示,即A表示失活靶基因.该小鼠自交,后代有
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故答案为:
(1)限制酶 平 标记基因 靶基因不能正常表达
(2)显微注射技术
(3)新霉素
(4)细胞 胚胎
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