Question

【题目】基因敲除是应用 DNA 重组原理发展起来的一门新兴技术。以小鼠为实验动物构建“基因敲除细胞”的过程如下：

第一步：从囊胚中分离出胚胎干细胞（ES），在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。

第二步：构建基因表达载体。取与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。由于同源臂与靶基因的 DNA 正好配对，所以能像“准星”一样， 将表达载体准确地带到靶基因的位置。

第三步：将表达载体导入胚胎干细胞，并与其内靶基因同源重组，完成胚胎干细胞的基因改造。

第四步：基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如下图所示。

请根据上述资料，回答下列问题：

（1）第一步分离出的 ES 细胞具体是由囊胚的_________分离培养获得，上述资料中的靶基因与目的基因的本质区别是_____。

（2）在把目的基因导入胚胎干细胞前，应首先完成_____，该过程中所需要的工具酶是_____，接入新霉素抗性基因的作用是_________。

（3）通过该技术获得一只含目的基因的小鼠，通过有性生殖产生的后代________（“是” 或“否”）都含该目的基因，原因是_____。

Answer 1

【答案】内细胞团细胞 脱氧核苷酸的排列顺序不同 基因表达载体的构建 限制酶和 DNA 连接酶 作为标记基因，鉴别受体细胞中是否含有目的基因 否 在形成生殖细胞时，目的基因和靶基因作为等位基因会发生分离

【解析】

基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）ES细胞来自早期胚胎（如襄胚的内细胞团）和原始性腺，因此第一步分离出的ES细胞具体是由囊胚的内细胞团分离培养获得。上述资料中的靶基因与目的基因的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。
（2）来自基因工程的操作步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。因此，将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建，该过程中所需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶；接入新霉素抗性基因的作用是作为标记基因，便于筛选。
（3）在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离，因此获得的转基因小鼠通过有性生殖产生的后代不都含该目的基因。