题目内容
【题目】Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的________。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到________期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的__________设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用Hind?和Pst?限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有_____酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的_____,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
【答案】细胞核 囊胚 核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ 蛋白质
【解析】
1、动物核移植的概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。
2、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。
3、在基因工程中,目的基因和质粒需要用同种限制酶进行切割,形成相同的黏性末端,再用DNA连接酶连接成重组质粒。
4、目的基因分子水平上的检测:
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。
(1)核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中,所以实验前要去除卵母细胞的细胞核。
(2)内细胞团位于囊胚中,所以重组胚胎培养到囊胚期。
(3)设计引物要遵循碱基互补配对原则,所以根据Rag2基因的核苷酸序列进行设计。Rag2基因是利用限制酶HindⅢ和PstⅠ切割获得的,所以表达载体应具有HindⅢ和PstⅠ的酶切位点。
(4)基因表达的产物是蛋白质,所以提取小鼠骨髓细胞的蛋白质进行抗原-抗体杂交。
【题目】白叶枯细菌可导致水稻籽粒重量降低、减产,研究水稻的抗白叶枯病基因及其机理具有重要意义。
(1)水稻A品系感病,B品系抗病,两者只有极少数基因存在差异,研究者将从A品种中获得的基因D连接到Ti质粒中,用________法将D基因转入到B品系中。检测发现有30株转入成功的突变体,表型均为感病。将其中的4个突变株自交,向其子一代接种____________,检测感病情况并统计,结果如下表。
突变株1的子一代 | 突变株2的子一代 | 突变株3的子一代 | 突变株4的子一代 | |
总数 | 14 | 19 | 40 | 15 |
感病株数 | 11 | 13 | 28 | 12 |
抗病株数 | 3 | 6 | 12 | 3 |
由表中结果可知,____________是显性性状,根据上述4个突变株的____________可以推测控制该性状的基因遵循分离定律。
(2)为研究D/d基因与水稻抗病的关系,研究者通过序列对比,在B品系中发现了与D基因序列非常相似的基因d,两基因在编码区和非编码区均存在差异。
①研究人员发现D基因编码区中一个碱基对的替换造成该处编码的氨基酸由丙氨酸(密码子为GCU、GCC、GCA、GCG)变为苏氨酸(密码子为ACU、ACC、ACA、ACG)。研究人员据此信息推测品系B产生抗病性的原因可能是_______。
②研究人员使用了RNA干扰技术来减少D、d基因的翻译。使用RNA干扰后,发现A品系植株表型由感病变为抗病,B品系的植株抗性进一步增强。由此可知,D/d基因与抗病性的关系为____________。说明d基因在_______区的序列与D基因不同,导致其基因表达的调节不同于D而使B品系具有抗病性。
(3)为进一步确定白叶枯细菌和D/d基因表达调控的关系,科研人员对两品系分别接种了白叶枯细菌,然后提取了它们的____________,经反转录合成cDNA片段。以cDNA片段为模板,分别用D、d基因的特异性引物进行PCR,结果见图。对照组除未接种病菌外其他处理与实验组相同。由图可知____________。
(4)综合上述研究结果,请你提出一种防治水稻白叶枯病的思路____________________________________________________________________。