Question

【題目】斑馬魚的酶D由17號染色體上的D基因編碼．利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將綠色熒光蛋白基因（G）整合到斑馬魚17號染色體上，帶有G基因的胚胎能夠發(fā)出綠色熒光．具有純合突變基因（dd）的斑馬魚胚胎會發(fā)出紅色熒光．未整合G基因的染色體的對應(yīng)位點(diǎn)表示為g．圖1和圖2所示分別為實(shí)驗(yàn)所用的質(zhì)粒上相關(guān)酶切位點(diǎn)以及含綠色熒光蛋白基因（G）的外源DNA片段上具有的相關(guān)酶切位點(diǎn)．

（1）將綠色熒光蛋白（G）基因整合到斑馬魚17號染色體上的實(shí)驗(yàn)過程中，首先要將G基因與質(zhì)粒重組，此過程需要的兩種工具酶是_____．

（2）經(jīng)篩選獲得的重組質(zhì)粒需要經(jīng)顯微注射到斑馬魚的_____細(xì)胞中加以培養(yǎng)、篩選．如果培養(yǎng)得到的胚胎能_____，說明G基因已經(jīng)成功整合到染色體上并且該基因已經(jīng)得以表達(dá)．

（3）用圖1中的質(zhì)粒和圖2外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用_____切割，原因是_____．如果要防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，則應(yīng)選擇下列方法_____為好．

①只使用EcoR I處理 ②使用BamH I和SmaⅠ同時處理

③使用BamH I和HindⅢ④使用Sma I和HindⅢ同時處理

（4）現(xiàn)用轉(zhuǎn)基因個體N和個體M進(jìn)行如下雜交實(shí)驗(yàn)得到的子代胚胎表現(xiàn)型如圖3所示，推測親代M的基因型是__．

（5）雜交后，出現(xiàn)紅綠熒光（既有紅色又有綠色熒光）胚胎的原因是_____，導(dǎo)致染色體上的基因重組．（提示：哪一親本在什么生理過程中發(fā)生什么行為）

（6）子代中只發(fā)出綠色熒光的胚胎基因型包括_____（選填選項(xiàng)前的序號，可多選，①DDGG ②DDGg ③DdGg ④DdGG），并畫出其染色體上相關(guān)基因組成的圖解___。

Answer 1

【答案】限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）和DNA連接酶 受精卵（早期胚胎） 發(fā)出綠色熒光 SmaⅠ SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 ③ Ddgg 親代N的初級精（卵）母細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了交換 ②、③

【解析】

（1）目的基因G與質(zhì)粒重組的過程中，首先需要限制酶切割含有目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，其次需用DNA連接酶將目的基因G和質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒。

（2）將篩選獲得的重組質(zhì)粒經(jīng)顯微注射到斑馬魚的受精卵細(xì)胞中加以培養(yǎng)、篩選，是因?yàn)槭芫�卵�?xì)胞的全能性高。如果G基因成功整合到染色體上并得以表達(dá)，則得到的胚胎能發(fā)出綠色熒光。

（3）目的基因和質(zhì)粒的抗性基因上都含有限制酶SmaⅠ的切割位點(diǎn)，所以用SmaⅠ切割會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因，因此不能使用SmaⅠ切割。用限制酶Sma I和HindⅢ同時處理，可防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自我環(huán)化，也可以防止目的基因和質(zhì)粒反向連接，即③。

（4）由圖可知D和d基因、G和g基因都位于同一對同源染色體上，現(xiàn)用轉(zhuǎn)基因個體N（DdGg）和個體M進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，M胚胎期無熒光，基因型為D_gg,得到子代胚胎中有綠色熒光（D_G_）、紅色熒光（ddgg）、無熒光（Ddgg）、紅.綠熒光（Ggdd），由此可推測親代M的基因型為Ddgg。

（5）M（Ddgg）×N（DdGg）產(chǎn)生既有紅色又有綠色熒光的重組型胚胎，可能是親代N的初級精（卵）母細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了交換，導(dǎo)致染色體上的基因重組。

（6）親本的基因型為Ddgg×DdGg，且兩對等位基因位于一對同源染色體上，因此子代中只發(fā)出綠色熒光的胚胎（D_G_）的基因型包括②DDGg（M的DG與N的Dg組合形成）、③DdGg（M的DG與N的dg組合形成、或者M的17號染色體交換形成的dG與N的Dg組合形成），因此其染色體上相關(guān)基因組成的圖解為：