Question

2007年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了美國科學家馬里奧·R·卡佩奇和奧利弗·史密西斯、英國科學家馬丁·J·埃文斯，獎勵他們創(chuàng)造了一套完整的“基因敲除小鼠”的方式。所謂“基因敲除小鼠”，就是先在小鼠的胚胎干細胞上通過基因重組的辦法進行基因修飾，即將胚胎干細胞中的某基因改掉，然后將“修飾”后的胚胎干細胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合體小鼠。這種嵌合體小鼠長大后，體內(nèi)同時存在被“修飾”過的基因和未被“修飾”的基因。如果某些小鼠的生殖細胞恰巧被“修飾”過，則它們就會生出基因完全被“修飾”過的小鼠。據(jù)所學知識回答下列問題：

　 (1)切割目的基因時，如上圖所示，該限制酶能識別的堿基序列是________，切點在________之間。

　 (2)將目的基因轉(zhuǎn)入小鼠胚胎干細胞后，胚胎干細胞能夠發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小鼠，所依據(jù)的生物學原理是________。胚胎干細胞在體外培養(yǎng)的條件下可以增殖而不發(fā)生________，但通過體外定向誘導，能培育出人造________。

　 (3)從胚胎干細胞轉(zhuǎn)化到獲得目的基因純合子，并配合基因檢測，最少需要代。育種過程是：檢測目的基因→________→從中選出目的基因純合的個體。

　 (4)基因敲除技術(shù)中存在著一個難以克服的缺陷：敲除了某個基因后，可能不會產(chǎn)生容易識別的表型改變，因此就不能獲知該基因的功能，請你分析原因：________________________________________________________________________。

 

Answer 1

(1)GAATTC　G和A　(2)細胞全能性　分化　組織或器官　(3)2　選擇目的基因進入生殖細胞的個體交配　(4)許多基因在功能上是多余的，敲除后，其他基因可以提供同樣的功能

 

本題以新信息為載體考查基因工程的操作及其應用。（1）限制酶識別的堿基序列為回文序列，兩條鏈的序列正好相反。由題圖可知，限制酶識別的堿基序列為GAATTC，且在G和A之間切開。（2）胚胎干細胞發(fā)育成個體，體現(xiàn)了動物細胞的全能性；胚胎干細胞在體外培養(yǎng)條件下一般不發(fā)生分化，但在一定誘導條件下，可以定向分化形成一定的組織或器官供移植所用。（3）基因工程育種過程為：檢測目的基因→選擇目的基因進入生殖細胞的個體交配 (第一代)→從中選出目的基因純合的個體(第二代)，所以如果配合基因檢測，共需要兩代。(4)因基因和性狀之間的關(guān)系并不是一一對應的關(guān)系，有的性狀是由多對基因控制，有的基因之間可以互補，敲除了某個基因后，可能產(chǎn)生不易識別的表型改變，因此就不能獲知該基因的功能。