生物--选修3现代生物科技专题用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA分子上的特定基因，可用来研究基因功能．该技术的主要过程如下：第一步：分离小鼠胚

Question

【生物--选修3现代生物科技专题】
用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA分子上的特定基因，可用来研究基因功能．该技术的主要过程如下：
第一步：分离小鼠胚胎干细胞，这些细胞中含有需要改造的基因，称“靶基因”．
第二步：获取与“靶基因”同源的DNA片段，利用特定技术在该DNA片段上插入neo^R基因（新霉素抗性基因）成为突变DNA（如下图），使该片段上的靶基因失活．
第三步：将插入neo^R基因（新霉素抗性基因）的靶基因转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造．
第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到特定培养基中筛选培养．
其基本原理如图所示，请分析回答：

（1）第二步中，获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是______，用此类酶处理DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生______末端．neo^R基因既能使靶基因失活，又是基因表达载体中的______．“靶基因失活”的含义是______．
（2）第三步中，将插入neo^R基因的靶基因转移入胚胎干细胞常用的方法是______．
（3）第四步中，该培养基要额外添加______，以筛选出导入neo^R基因成功的胚胎干细胞．
（4）从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有基因工程、______工程、______
工程等．
（5）将上述基因敲除小鼠相互交配，F₁小鼠中可直接用来研究基因功能的占

(1)/(4)

(1)/(4)

，其它小鼠不能直接用于研究的原因是______．

Answer 1

（1）第二步中，获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是限制酶，限制酶能够切割形成黏性末端，也能形成平末端．neo^R基因由于能使靶基因失活，这样只有靶基因失活的干细胞才能在含新霉素的培养基上生存，所以neo^R基因还起到了标记基因的作用．“靶基因失活”的含义是靶基因不能正常表达．
（2）将目的基因转移到动物细胞的方法一般为显微注射法．
（3）neo^R基因即为新霉素抗性基因，发生同源区段互换的胚胎干细胞具有该基因，因此可以抗新霉素．则第四步中，该培养基要额外添加新霉素，以筛选出导入neo^R基因成功的胚胎干细胞．
（4）从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有基因工程、细胞工程、胚胎工程等．
（3）上题中获得的基因敲除小鼠，可以用Aa基因型表示，即A表示失活靶基因．该小鼠自交，后代有(1)/(4)AA、(1)/(2)Aa、(1)/(4)aa，其中只有aa能够直接用来研究基因功能．其它小鼠体内至少有一个正常的靶基因，也能表达性状，故不能得到靶基因的功能．
故答案为：
（1）限制酶   平    标记基因 靶基因不能正常表达
（2）显微注射技术
（3）新霉素
（4）细胞  胚胎
（5）(1)/(4)    这些小鼠体内至少有一个正常的靶基因，也能表达性状．故不能得到靶基因的功能