Question

1．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）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，需根据外显子2和neo^r基因序列设计DNA分子探针．根据杂交实验结果推测，I基因的功能是与生长发育（性状）有关．
②分析系谱图不能（能/不能）判断Ⅰ⁺、Ⅰ^-基因的显、隐性．
③只有突变基因来自父本（父本/母本）时，杂合子小鼠才表现出发育迟缓，由此推测来自母本的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表中ⅰ、ⅱ、ⅲ处．

	野生型小鼠	突变基因来自父本的杂合子小鼠	突变基因来自母本的杂合子小鼠
Actin基因的RNA探针	+	+	+
neor基因的RNA探针	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野生型：发育迟缓型=1：1．

Answer 1

分析 1、根据比较Ⅰ⁺、Ⅰ^-基因，发现Ⅰ⁺基因的外显子序列被替换成neo^r基因序列，基因就会不变为Ⅰ^-基因．因此检测小鼠的基因型，需根据外显子2和neo^r基因序列设计DNA分子探针，判断是否含有Ⅰ⁺或Ⅰ^-基因．根据杂交实验结果推测，后代出现发育迟缓、体型瘦弱型或出现正常发育的，因此可判断出：I基因的功能是与生长发育有关．
2、分析系谱图，发现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．根据遗传系谱图发现：F₁→F₂或F₂→F₃或F₃→F₄中，父本如果有突变基因，也就是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体，子代杂合体就会是发育迟缓、体型瘦弱型，母本是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体，后代不会出现发育迟缓、体型瘦弱的杂合体，可推断出突变基因来自于父本．

解答 解：（1）根据题干“入含neo^r基因（新霉素抗性基因）的DNA片段”，可以推断出：需用含新霉素的培养基培养细胞，如果细胞存活，说明具有抗新霉素的功能，是突变的胚胎干细胞；如果不能存活，说明不是突变的胚胎干细胞．
（2）①根据比较Ⅰ⁺、Ⅰ^-基因，发现Ⅰ⁺基因的外显子序列被替换成neo^r基因序列，基因就会不变为Ⅰ^-基因．因此检测小鼠的基因型，需根据外显子2和neo^r基因序列设计DNA分子探针，判断是否含有Ⅰ⁺或Ⅰ^-基因．根据杂交实验结果推测，后代出现发育迟缓、体型瘦弱型或出现正常发育的，因此可判断出：I基因的功能是与生长发育有关．
②分析系谱图，发现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根据遗传系谱图发现：F₁→F₂或F₂→F₃或F₃→F₄中，父本如果有突变基因，也就是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体，子代杂合体就会是发育迟缓、体型瘦弱型，可推断出突变基因来自于父本；而母本是发育迟缓、体型瘦弱的杂合体，后代不会出现发育迟缓、体型瘦弱的杂合体，由此进一步推测来自母本的I基因在体细胞中不表达．
④野生型小鼠的基因型为Ⅰ⁺Ⅰ⁺，无突变基因，不会转录出相应的mRNA，因此不能与net^r基因的RNA探针配对，即i为-；突变基因来自父本的杂合子小鼠，含有突变基因，会转录出相应的mRNA可以与与net^r基因的RNA探针配对，呈现出明显条带，即ⅱ：+；突变基因来自母本的杂合子小鼠，因I基因在体细胞中不表达，不会转录出相应的mRNA，所以不会呈现出明显条带，即ⅲ：-．
（3）杂合子小鼠雌雄个体交配，即：Ⅰ⁺Ⅰ^-×Ⅰ⁺Ⅰ^-→Ⅰ⁺Ⅰ⁺：Ⅰ⁺Ⅰ^-：Ⅰ^-Ⅰ^-=1：2：1．由于突变基因来自父本时，杂合子小鼠会表现出发育迟缓、体型瘦弱的性状，因此后代的表现型及比例为野生型：发育迟缓型=1：1．
故答案为：
（1）新霉素
（2）①外显子2和neo^r基因      生长发育
②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
③父本      母本
④ⅰ：-、ⅱ：+、ⅲ：-
（3）野生型：发育迟缓型=1：1

点评 本题以基因序列改变引起基因突变的技术为背景，考查基因工程、遗传等相关知识，意在考查考生分析题文提取信息的能力．