Question

【題目】2019年1月，中國科學(xué)家首次利用基因編輯技術(shù)，敲除了猴胚胎的生物節(jié)律核心基因BMAL1，獲得了一批節(jié)律紊亂的小猴(第一代模型猴)。采集了其中一只睡眠紊亂最明顯的成年猴的體細(xì)胞，通過體細(xì)胞克隆技術(shù)，獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴(第二代模型猴)，簡要過程如圖所示。這填補了生物節(jié)律紊亂研究高等動物模型的空白。請回答下列問題：

(1)基因敲除是指外源DNA與受體細(xì)胞基因組中序列相同或相近的基因發(fā)生同源重組，從而代替受體細(xì)胞基因組中的相同(相似)的基因序列，整合入受體細(xì)胞的基因組中�；�因敲除過程中，構(gòu)建的基因表達(dá)載體，外源基因應(yīng)位于___________才可表達(dá)；外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可通過對重組DNA上___________的表達(dá)進(jìn)行鑒定和選擇。

(2)該研究離不開ES細(xì)胞。ES細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為___________；其在飼養(yǎng)層細(xì)胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中可以___________。

(3)第二代模型猴___________(填“是”或“不是”)對第一代模型猴中編號為A6的100%復(fù)制，原因是：___________。

(4)通過動物核移植獲得新個體，體細(xì)胞核移植的難度___________(填“高于”或“低于”)胚胎細(xì)胞核移植。

Answer 1

【答案】啟動子與終止子之間 標(biāo)記基因 體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯 增殖而不發(fā)生分化 不是 第二代模型猴的細(xì)胞核DNA來自A6,但其核外DNA(質(zhì)DNA)來自受體卵母細(xì)胞；還有生活環(huán)境不完全相同 高于

【解析】

分析圖示可知，該過程中應(yīng)用了基因工程技術(shù)（基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)�入ES細(xì)胞）、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)和細(xì)胞核移植技術(shù)。

（1）基因表達(dá)載體中的啟動子是位于基因首端的有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，能啟動轉(zhuǎn)錄過程，終止子可控制轉(zhuǎn)錄結(jié)束，故基因敲除過程中，構(gòu)建的基因表達(dá)載體，外源基因應(yīng)位于啟動子與終止子之間才可表達(dá)；標(biāo)記基因常用來檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，故外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可通過對重組DNA上標(biāo)記基因的表達(dá)進(jìn)行鑒定和選擇。

（2）ES細(xì)胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯，在功能上，具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外在體外培養(yǎng)的條件下，在飼養(yǎng)層細(xì)胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中可增殖而不發(fā)生分化。

（3）第二代模型猴的細(xì)胞核DNA來自A6，但其核外DNA(質(zhì)DNA)來自受體卵母細(xì)胞，還有它們的生活環(huán)境不完全相同，所以第二代模型猴并不是對第一代模型猴中編號為A6的100%復(fù)制。

（4）由于動物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，而動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，因此，動物體細(xì)胞核移植的難度也就明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。