Question

【題目】[生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]

中國科學(xué)院上海神經(jīng)科學(xué)研究所仇子龍研究員等通過構(gòu)建攜帶人類自閉癥基因MECP2的轉(zhuǎn)基因猴模型及對MECP2轉(zhuǎn)基因猴進(jìn)行分子遺傳學(xué)與行為學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)MECP2轉(zhuǎn)基因猴表現(xiàn)出類似人類自閉癥的刻板行為與社交障礙等行為。在該研究中，研究人員先通過精巢異種移植，將幼年食蟹猴的精巢移植到裸鼠的背部，實(shí)現(xiàn)了食蟹猴精巢提早成熟，從中獲得精子，讓其完成受精作用，并進(jìn)一步培養(yǎng)，操作過程如圖，從而獲得了攜帶人類自閉癥基因MECP2的轉(zhuǎn)基因猴（Z癥食蟹猴）。該工作加速了食蟹猴的精子生成速度，縮短了食蟹猴的繁殖周期，對于推動非人靈長類動物模型的應(yīng)用具有重大意義。回答下列問題：

（1）圖中將精子注入____________細(xì)胞，該細(xì)胞處于____________期。

（2）將CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)注入受精卵后，Cas9蛋白能在特定部位切割MECP2基因（下圖虛線所示），使該基因特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的____________斷開，經(jīng)其切割后產(chǎn)生具有____________末端的DNA片段。

（3）乙過程對受精卵的培養(yǎng)是在____________中進(jìn)行的，丙表示的過程是____________。

（4）上述獲得的Z癥食蟹猴，可通過體細(xì)胞核移植技術(shù)進(jìn)一步得到克隆Z癥食蟹猴。該技術(shù)的原理是___________________。所得到的克隆Z癥食蟹猴的性狀表現(xiàn)為_____________________________。

Answer 1

【答案】次級卵母 減數(shù)第二次分裂中 磷酸二酯鍵 平 發(fā)育培養(yǎng)液 胚胎移植 動物細(xì)胞核具有全能性 絕大多數(shù)性狀與Z癥食蟹猴相同，少數(shù)性狀與受體的性狀相同

【解析】

胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。

胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。供體胚胎獲得的途徑可以指轉(zhuǎn)基因、核移植或體外受精方式得到的。

限制酶能夠識別DNA中特定的核苷酸序列，切割的部位是核苷酸之間的磷酸二酯鍵，從而將DNA分子切成兩段，出現(xiàn)黏性末端或平末端。

（1）受精時(shí)所用的卵母細(xì)胞是處于減數(shù)第二次分裂中期（MⅡ中期）的次級卵母細(xì)胞。

（2）結(jié)合題中信息分析，Cas9蛋白能在特定部位切割MECP2基因，推測Cas9蛋白為限制酶，由圖示可知該基因特定部位斷開的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，經(jīng)其切割后產(chǎn)生的DNA片段具有平末端。

（3）乙過程為早期胚胎培養(yǎng)的過程，受精卵在發(fā)育培養(yǎng)液中培養(yǎng)為早期胚胎。丙表示的過程是胚胎移植。

（4）利用以上技術(shù)獲得的Z癥食蟹猴，可通過體細(xì)胞核移植技術(shù)得到克隆Z癥食蟹猴可知，該技術(shù)利用的原理是動物細(xì)胞核具有全能性�？寺�Z癥食蟹猴的性狀中，絕大多數(shù)性狀與Z癥食蟹猴相同，少數(shù)性狀與受體的性狀相同。