Question

【题目】为研究果蝇致死基因（Sxl基因）对小鼠的影响，研究人员通过基因工程培育出含Sxl基因的多个品系杂合小鼠。

（1）为获得转基因小鼠，首先将目的基因通过__________法导入多个不同的______中，培育形成多个不同小鼠品系。科研人员发现除S品系转基因杂合小鼠表现为发育异常外，其他品系都表现正常，测定__________，发现均无显著差异，因此推测S品系小鼠发育异常不是由Sxl基因表达的蛋白质导致的。

（2）为研究S品系小鼠发育异常的原因，科研人员通过测序发现Sxl基因插入到小鼠细胞的5号染色体上（位置关系如图1所示）。

检测野生型小鼠和S品系小鼠细胞中P1基因和DCK基因的转录情况，结果如图2所示：

图2结果显示，与野生型小鼠相比，S品系小鼠中P1基因转录量______,DCK基因转录量________。由此说明___________________________。

（3）进一步研究发现P1基因转录出的RNA不能翻译出蛋白质。已知M-s基因和M-l基因表达的蛋白质对生长发育起重要调节作用，为探究P1基因的作用机制，研究人员分别将P1基因、M-s基因和M-l基因导入不表达这3个基因的小鼠细胞中。在导入后的16h和32h，分别检测M-s基因和M-l基因的mRNA，结果如图3所示。在只导入M-s基因或M-l基因的情况下，只在_____h检测到杂交带。实验结果说明P1基因转录出的RNA的作用是___________________。

（4）该系列实验说明，导入Sxl基因引起S品系小鼠发育异常的原因是__________。

Answer 1

【答案】显微注射 受精卵 所有品系小鼠的Sxl基因表达量 减少 不变 Sxl基因的插入抑制P1基因的转录 16 抑制M-s基因和M-l基因的mRNA的分解 Sxl基因插入，使P1基因的转录被抑制，进而导致M-s基因和M-l基因的mRNA的稳定性降低，致使其翻译出的对生长发育起重要调节作用的蛋白质减少，小鼠发育异常

【解析】

转基因动物的培育过程中，常将目的基因通过显微注射法注射到动物的受精卵中，并将受精卵培养形成动物个体。根据图2可知，与野生型小鼠相比，S品系小鼠中P1基因转录量减少,DCK基因转录量基本不变。由此说明Sxl基因的插入抑制了P1基因的转录。

（1）转基因动物常用的受体细胞为受精卵，将目的基因导入受体细胞的常用方法是显微注射法，所以为获得多个转基因小鼠，应先将目的基因通过显微注射法导入多个不同的受精卵中，培育形成多个不同小鼠品系。为了确定S品系小鼠发育异常不是由Sxl基因表达的蛋白质导致的，需要测定所有品系小鼠的Sxl基因表达量并进行比较，若各组Sxl基因表达量均无显著差异，可说明S品系小鼠发育异常不是由Sxl基因表达的蛋白质导致的。

（2）根据图2野生型小鼠和S品系小鼠细胞中P1基因和DCK基因的转录情况结果可知，与野生型小鼠相比，S品系小鼠中P1基因转录量减少,DCK基因转录量基本不变。由此说明Sxl基因的插入抑制了P1基因的转录。

（3）根据图3实验结果，只导入M-s基因（从左向右第一组）或M-l基因（从左向右第三组）的情况下，16h均出现了M-s基因和M- l基因转录的mRNA，而32h相应基因转录形成的mRNA消失了，故两组只在16h能检测到杂交带。图示中导入P1基因的从左向右的第二组和第四组32h时M-s基因和M-l基因转录形成的mRNA仍然存在，说明P1基因转录出的RNA的作用是抑制M-s基因和M-l基因的mRNA的分解。

（4）根据上述分析可知，Sxl基因的插入，使P1基因的转录被抑制，进而导致M-s基因和M-l基因的mRNA的稳定性降低，致使其翻译出的对生长发育起重要调节作用的蛋白质减少，小鼠发育异常。