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高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二 遗传与进化
第一章 遗传因子的发现
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
基因敲除是一种基因工程操作技术,该技术针对某个序列已知但功能未知的基因,改变其结构,使其功能丧失,进而推测出该基因的生物学功能。请分析并回答:
将基因敲除杂合子小鼠雌雄互交,剪取子代小鼠尾尖,提取得到鼠尾组织基因组$\rm DNA$,(通过设计 ,采用$\rm PCR$方法进行扩增并电泳,得到如图$\rm 1$结果。图$\rm 1$中$\rm WT$所对应的是野生型小鼠,$\rm KO$和$\rm HET$对应的分别是 、 。
将基因敲除杂合子小鼠雌雄互交,剪取子代小鼠尾尖,提取得到鼠尾组织基因组$\rm DNA$,通过设计特定的引物,采用$\rm PCR$方法进行扩增并电泳,得到如上图结果。结合图示的结果可以判断,图中$\rm WT$所对应的是野生型小鼠,$\rm DNA$均是$\rm 661bp$,$\rm KO$所对应的$\rm DNA$均是$\rm 200bp$,表示基因敲除纯合子,$\rm HET$对应的$\rm DNA$有两个电泳带,分别是$\rm 661bp$和$\rm 200bp$,表示基因敲除杂合子。
敲除基因的个体往往影响配子的存活率而影响子代及比例。科学家使用野生型($\rm ++$)和基因敲除杂合子($\rm +--$)分别作母本和父本进行杂交,结果如表。据此可知基因敲除杂合子($\rm +--$)产生含有 (填“$\rm +$”或“$\rm -$”)的大部分 (填“雌”或“雄”)配子致死。基因敲除的杂合子雌雄个体相互交配,基因敲除纯合子的概率是 。
杂交类型 | 子代及比例 | |
$\rm +-$(♀)$\rm \times ++$(♂) | $\rm +-$($\rm 49.1\%$) | $\rm ++$($\rm 50.9\%$) |
$\rm +-$(♂)$\rm \times ++$(♀) | $\rm ++$($\rm 90.1\%$) | $\rm +-$($\rm 9.9\%$) |
$\\rm -$
答:雄
答:$\\rm \\dfrac{1}{20}$
"]]敲除基因的个体往往影响配子的存活率而影响子代及比例。科学家使用野生型($\rm ++$)和基因敲除杂合子($\rm +--$)分别作母本和父本进行杂交,结果如下表。根据表中结果可知基因敲除杂合子($\rm +-$)产生含有“$\rm -$”的大部分“雄”配子致死,即只有$\rm \dfrac{1}{20}$的雄配子存活。则基因敲除的杂合子雌雄个体相互交配,基因敲除纯合子的概率是$\rm \dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{10}=\dfrac{1}{20}$。
敲除基因的纯合子往往生活力和繁殖力低,甚至会在胚胎期死亡,妨碍了对该基因在成年动物体内功能的研究。需要重新设计实验程序,使基因的敲除发生在成年动物特定组织和特定时间内。
①研究人员找到了一段被称为$\rm loxP$位点的$\rm DNA$序列,该序列是酶$\rm C$的作用位点,如图$\rm 2$所示,当基因$\rm X$位于 时,在酶$\rm C$的作用下被敲除。
②采用基因工程等方法获得在某基因两侧插入$\rm loxP$序列的纯合小鼠$\rm A$。在未导入酶$\rm C$基因的情况下,小鼠$\rm A$的表现型与野生型小鼠 (选填“相同”或“不同”)。
③在肾脏集合管细胞中,$\rm AQP2$启动子特异性地与$\rm RNA$聚合酶结合并表达,现已获得另一种转纯合基因小鼠$\rm B$,在转入的 前插入$\rm AQP2$基因启动子序列,可以使酶$\rm C$在肾脏集合管处表达。
①两个方向相同的$\\rm 1oxP$位点之间; ②相同;③酶$\\rm C$基因
"]]①研究人员找到了一段被称为$\rm loxP$位点的$\rm DNA$序列,该序列是酶$\rm C$的作用位点,如下圈所示,当基因$\rm X$位于两个方向相同的$\rm 1oxP$位点之间时,在酶$\rm C$的作用下被敲除,说明酶$\rm C$能切断磷酸二酯键。
②采用基因工程等方法获得在某基因两侧插入$\rm loxP$序列的纯合小鼠$\rm A$。在未导入酶$\rm C$基因的情况下,小鼠$\rm A$的表现型与野生型小鼠相同,因为题中的某基因没有被切除,因而和野生型相同。
③在肾脏集合管细胞中,$\rm AQP2$启动子特异性地与$\rm RNA$聚合酶结合井表达,现已获得另一种转纯合基因小鼠$\rm B$,在转入的酶$\rm C$基因前插入$\rm AQP2$基因启动子序列,则可以使酶$\rm C$在肾脏集合管处表达,进而实现相应基因的切除。
已知酶$\rm C$基因所在的染色体与$\rm loxP$序列所在染色体为非同源染色体、请利用$\rm AB$小鼠,设计杂交实验获得只在肾脏集合管处进行基因敲除的纯合小鼠: 。
让小鼠$\\rm A$和$\\rm B$杂交,子代雌雄个体相互交配,获得$\\rm F_{2}$(通过 $\\rm PCR$扩增和核酸分子杂交等方法)鉴定并选择含有$\\rm loxP$序列和连接$\\rm AQP2$启动子的酶$\\rm C$基因的纯合子小鼠
"]]已知酶$\rm C$基因所在的染色体与$\rm loxP$序列所在染色体为非同源染色体、请利用$\rm AB$小鼠,设计杂交实验获得只在肾脏集合管处进行基因敲除的纯合小鼠:插入$\rm loxP$序列的小鼠$\rm A$相当于杂合子,基因型设为$\rm Aa$,连接$\rm AQP2$启动子的酶$\rm C$基因的小鼠$\rm B$相当于杂合子,基因型设为$\rm Bb$,即小鼠$\rm A$、$\rm B$的基因型为$\rm AaBB$和$\rm AABb$,要获得只在肾脏集合管处进行基因敲除的小鼠即$\rm aabb$的纯合子,可将让小鼠$\rm A$和$\rm B$交,子代子代雌雄个体相互交配获得$\rm F_{2}$,通过$\rm PCR$扩增和核酸分子杂交等方法对$\rm F_{2}$代进行鉴定和选择,获得含有$\rm loxP$序列和连接$\rm AQP2$启动子的酶$\rm C$基因的纯合子小鼠。
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