Question

【題目】斑馬魚的酶D由17號染色體上的D基因編碼．利用轉基因技術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位點表示為g．圖1和圖2所示分別為實驗所用的質粒上相關酶切位點以及含綠色熒光蛋白基因（G）的外源DNA片段上具有的相關酶切位點．

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

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

（3）用圖1中的質粒和圖2外源DNA構建重組質粒，不能使用_____切割，原因是_____．如果要防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，則應選擇下列方法_____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）現用轉基因個體N和個體M進行如下雜交實驗得到的子代胚胎表現型如圖3所示，推測親代M的基因型是__．

（5）雜交后，出現紅綠熒光（既有紅色又有綠色熒光）胚胎的原因是_____，導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_____（選填選項前的序號，可多選，①DDGG ②DDGg ③DdGg ④DdGG），并畫出其染色體上相關基因組成的圖解___。

Answer 1

【答案】限制性核酸內切酶（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）母細胞在減數分裂過程中，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片段和質粒，其次需用DNA連接酶將目的基因G和質粒連接形成重組質粒。

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

（3）目的基因和質粒的抗性基因上都含有限制酶SmaⅠ的切割位點，所以用SmaⅠ切割會破壞質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，現用轉基因個體N（DdGg）和個體M進行雜交實驗，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）母細胞在減數分裂過程中，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基因組成的圖解為：