Question

【題目】基因敲除是應(yīng)用 DNA 重組原理發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。以小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物構(gòu)建“基因敲除細(xì)胞”的過程如下：

第一步：從囊胚中分離出胚胎干細(xì)胞（ES），在培養(yǎng)基中擴(kuò)增。這些細(xì)胞中需要改造的基因稱為“靶基因”。

第二步：構(gòu)建基因表達(dá)載體。取與靶基因序列同源的目的基因（同源臂），在同源臂上接入新霉素抗性基因等。由于同源臂與靶基因的 DNA 正好配對(duì)，所以能像“準(zhǔn)星”一樣， 將表達(dá)載體準(zhǔn)確地帶到靶基因的位置。

第三步：將表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞，并與其內(nèi)靶基因同源重組，完成胚胎干細(xì)胞的基因改造。

第四步：基因改造后的胚胎干細(xì)胞增殖、篩選�；�本原理如下圖所示。

請(qǐng)根據(jù)上述資料，回答下列問題：

（1）第一步分離出的 ES 細(xì)胞具體是由囊胚的_________分離培養(yǎng)獲得，上述資料中的靶基因與目的基因的本質(zhì)區(qū)別是_____。

（2）在把目的基因?qū)�入胚胎干�?xì)胞前，應(yīng)首先完成_____，該過程中所需要的工具酶是_____，接入新霉素抗性基因的作用是_________。

（3）通過該技術(shù)獲得一只含目的基因的小鼠，通過有性生殖產(chǎn)生的后代________（“是” 或“否”）都含該目的基因，原因是_____。

Answer 1

【答案】內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞 脫氧核苷酸的排列順序不同 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 限制酶和 DNA 連接酶 作為標(biāo)記基因，鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因 否 在形成生殖細(xì)胞時(shí)，目的基因和靶基因作為等位基因會(huì)發(fā)生分離

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。
（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）ES細(xì)胞來自早期胚胎（如襄胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)）和原始性腺，因此第一步分離出的ES細(xì)胞具體是由囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離培養(yǎng)獲得。上述資料中的靶基因與目的基因的本質(zhì)區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同。
（2）來自基因工程的操作步驟：①目的基因的獲��；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測(cè)與表達(dá)。因此，將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞前應(yīng)先完成基因表達(dá)載體的構(gòu)建，該過程中所需要的工具酶是限制酶和DNA連接酶；接入新霉素抗性基因的作用是作為標(biāo)記基因，便于篩選。
（3）在形成生殖細(xì)胞時(shí)等位基因（目的基因和靶基因）會(huì)發(fā)生分離，因此獲得的轉(zhuǎn)基因小鼠通過有性生殖產(chǎn)生的后代不都含該目的基因。