Question

【題目】斑馬魚的酶 D 由 17 號(hào)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(hào)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(huì)發(fā)出紅色熒光。未整合 G 基因的染色體的對(duì)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)。據(jù)圖回答下列問題：

（1）將綠色熒光蛋白（G）基因整合到斑馬魚 17 號(hào)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限制酶和_________。

（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(shí)處理

③使用 BamH I 和 HindⅢ ④使用 Sma I 和 HindⅢ同時(shí)處理

（4）現(xiàn)用轉(zhuǎn)基因個(gè)體 N 和個(gè)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(cè)親代 M 的基因型是_________。

（5）子代中只發(fā)出綠色熒光的胚胎基因型包括_________。

①DDGG ②DDGg ③DdGg ④DdGG

Answer 1

【答案】DNA 連接酶 受精卵（早期胚胎） 發(fā)出綠色熒光 SmaⅠ 會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和的目的基因 ③ Ddgg ②、③

【解析】

分析圖1和圖2：質(zhì)粒和含有目的基因的外源DNA分子中都含有4種限制酶的切割位點(diǎn)，但其中限制酶SmaⅠ的切割位點(diǎn)位于目的基因和質(zhì)粒的抗性基因上，用其切割會(huì)破壞目的基因和抗性基因。

分析圖3：M（D_gg）×N（DdGg）→綠色熒光（D_G_）、紅色熒光（ddgg）、無熒光（Ddgg）、紅綠熒光（Ggdd），說明N的基因型為Ddgg。

（1）將G基因與質(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片段和運(yùn)載體，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）受精卵細(xì)胞的全能性高，因此需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。若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)，則培養(yǎng)得到的胚胎能發(fā)出綠色熒光。

（3）由于目的基因和質(zhì)粒的抗性基因上都含有限制酶SmaⅠ的切割位點(diǎn)，用SmaⅠ切割會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因，因此用圖1中的質(zhì)粒和圖2外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ切割。用限制酶BamH I和HindⅢ同時(shí)處理，既可防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，也可以防止目的基因和質(zhì)粒反向連接。

（4）由圖可知，D和d基因、G和g基因都位于同源染色體上，它們表現(xiàn)為連鎖遺傳�，F(xiàn)用轉(zhuǎn)基因個(gè)體N（DdGg）和個(gè)體M（胚胎期無熒光，基因型為D_gg）進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，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(cè)親代M的基因型為Ddgg。

（5）親本的基因型為Ddgg×DdGg，且兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，表現(xiàn)為連鎖遺傳，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、M的17號(hào)染色體交換形成的dG與N的Dg組合形成）。