Question

研究者取野生型小鼠（Ⅰ⁺Ⅰ⁺)的胚胎干细胞，转入含neo^r基因（新霉素抗性基因）的DNA片段，定向突变Ⅰ⁺基因（结果如图1),再将突变的胚胎干细胞移回野生型小鼠胚胎，培育出带突变基因（Ⅰ^-）的杂合子小鼠。

(1)将外源DNA片段导入胚胎干细胞后，需用含______的培养基培养细胞，以筛选得到突变的胚胎干细胞。

(2)用此杂合体小鼠与野生型小鼠进行杂交实验，并通过DNA分子杂交技术检测小鼠的基因型，结果如图2。

①检测小鼠的基因型，需根据________序列设计DNA分子探针。根据杂交实验结果推测，I基因的功能是与____________有关。

②分析系谱图________(能/不能）判断Ⅰ⁺、Ⅰ^-基因的显、隐性，理由是_________.

③只有突变基因来自_______(父本/母本）时，杂合子小鼠才表现出发育迟缓，由此推测来自_______的I基因在体细胞中不表达。

④提取小鼠体细胞的总RNA,加入Actin基因（编码细胞骨架蛋白）和neo^r基因的RNA探针，之后加入RNA酶水解单链RNA。若探针能与细胞样品的RNA结合成双链RNA则不被酶水解而保留，电泳分析时呈现明显条带（在记录实验结果时，有明显条带用“+”表示，无明显条带用“一”表示)。请将支持③推测的实验结果填入下表ⅰ、ⅱ、ⅲ处。ⅰ___；ⅱ___；iⅱ___。

(3)杂合子小鼠雌雄个体交配，则后代的表现型及比例为________。

Answer

新霉素 外显子2和neor基因 生长发育 不能 杂合子小鼠既有体型正常的，又有发育迟缓、体型瘦弱的，无法判断性状的显、隐性，所以也无法判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性 父本 母本 一 + 一 野生型：发育迟缓型=1:1

【解析】【试题分析】

本题设置了新的情景，对所学知识进行综合考查。但最后的落脚点都是平时学过的基础知识。需要认真审题，结合所学知识和题目要求，才能解答。

1．由图1可知，在Ⅰ+基因的外显子2中插入了含neor基因（新霉素抗性基因）的DNA片段，使Ⅰ+基因突变为Ⅰ-基因。所以基因Ⅰ+和Ⅰ-的区别就在于外显子2和neor基因的序列不同。检测外源基因是否导入受体细胞，可用标记基因neor基因来检测。

2．图2表示杂合体小鼠与野生型小鼠的杂交实验结果。杂交后代中有的个体发育迟缓、体型瘦弱，有的个体体型正常。进一步观察发现，只有突变基因来自父本时，杂合子小鼠才表现出发育迟缓。

3. 杂合子小鼠雌雄个体(Ⅰ+Ⅰ-)交配，遵循基因的分离定律，但后代的表现型需结合题意确定。

（1）由题意可知，外源DNA片段中含有neor基因（新霉素抗性基因），所以将该外源DNA片段导入胚胎干细胞后，需用含新霉素的培养基培养细胞，以筛选得到突变的胚胎干细胞。

（2）①可利用DNA分子杂交技术检测小鼠的基因型。由（1）题可知所以检测小鼠基因型的过程中需根据外显子2和neor基因序列设计DNA分子探针；根据图2显示的杂交实验结果可知，杂交后代有的个体发育迟缓、体型瘦弱，有的个体体型正常，由此可推测，I基因的功能是与小鼠的生长发育有关。

②由图2可知，杂合子小鼠既有体型正常的，又有发育迟缓、体型瘦弱的，无法判断性状的显、隐性，所以也无法判断Ⅰ+、Ⅰ-基因的显、隐性。

③观察图2可知，只有突变基因来自父本时，杂合子小鼠才表现出发育迟缓，由此可推测来自母本的I基因在体细胞中不表达。

④野生型小鼠的基因型是Ⅰ+Ⅰ+，细胞内不含neor基因，则总RNA中也就没有与neor基因对应的RNA，所以加入neor基因的RNA探针后，电泳分析时无明显条带，故i处填“-”；突变基因来自父本的杂合小鼠(Ⅰ+Ⅰ-)细胞中I基因表达，则总RNA中含有与neor基因对应的RNA，所以加入neor基因的RNA探针后，电泳分析时有明显条带，故ii处填“+”； 突变基因来自母本的杂合小鼠(Ⅰ+Ⅰ-)细胞中I基因不表达，则总RNA中没有与neor基因对应的RNA，所以加入neor基因的RNA探针后，电泳分析时无明显条带，故ⅲ处填“-”。

（3）杂合子小鼠雌雄个体(Ⅰ+Ⅰ-)交配，后代的基因型及比例为Ⅰ+Ⅰ+(野生型)∶Ⅰ+Ⅰ- (假设I-基因来自母本，即该基因不表达，则表现为体型正常的野生型)∶Ⅰ+Ⅰ- (假设I-基因来自父本，即该基因表达，则表现为发育迟缓型)∶Ⅰ-Ⅰ- (来自父本的I-基因表达，来自母本的I-基因不表达，则表现为发育迟缓型)＝1∶1∶1∶1，则后代的表现型及比例为野生型∶发育迟缓型＝1∶1。