【題目】研究者取野生型小鼠(I+I+)的胚胎干細胞,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)入胚胎干細胞后,需用含__________的培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞,以篩選得到突變的胚胎干細胞。

(2)用此雜合體小鼠與野生型小鼠進行雜交實驗,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DNA分子探針。根據(jù)雜交實驗結(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,雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩,由此推測來自____________________的I基因在體細胞中不表達。

④提取小鼠體細胞的總RNA,加入Actin基因(編碼細胞骨架蛋白)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,電泳分析時呈現(xiàn)明顯條帶(在記錄實驗結(jié)果時,有明顯 條帶用“+”表示,無明顯條帶用“-”表示)。請將支持③推測的實驗結(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)雜合子小鼠雌雄個體交配,則后代的表現(xiàn)型及比例為__________。

【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)知識進行綜合考察。但最后的落腳點卻都是平時學(xué)過的基礎(chǔ)知識。需要認真審題,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+I-的區(qū)別就在于外顯子2neor基因的序列不同。檢測外源基因是否導(dǎo)入受體細胞,可用標記基因neor作探針進行檢測。

2.b表示雜合子小鼠與野生型小鼠的雜交結(jié)果。雜交后代中有的個體發(fā)育遲緩、體型瘦弱,有的個體體型正常。進一步觀察發(fā)現(xiàn),只有突變基因來自父本時,雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩。

3.雜合子小鼠雌雄個體(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)入胚胎干細胞后嗎,需用含新霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞,以篩選得到突變的胚胎干細胞。

(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DNA分子探針;根據(jù)圖b顯示的雜交實驗結(jié)果可知,雜交后代有的個體發(fā)育遲緩、體型瘦弱,有的個體體型正常,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,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基因在體細胞中不表達。

④野生型小鼠的基因型是I+I+,細胞內(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-)細胞中I基因表達,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-)細胞中I基因不表達,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,電泳分析時無明顯條帶,故iii處填“-”。

(3)雜合子小鼠雌雄個體(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,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,則表現(xiàn)為發(fā)育遲緩型)∶I-I-(來自父本的I-基因表達,來自母本的I-基因不表達,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。

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(3)科學(xué)研究表明:精神因素(焦慮、緊張等的心理應(yīng)激)會使T細胞活性下降,對病毒、真菌感染的抵抗能力和對腫瘤細胞的監(jiān)控能力下降,還間接引起機體生成抗體的能力降低。如果圖中的細胞乙代表T淋巴細胞,則其分泌物是________________。

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Ⅱ.下圖表示的是該實驗過程。

Ⅲ.實驗結(jié)果及解釋

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