Question

2007年10月“諾貝爾生理學和醫(yī)學獎”授予了三位英美科學家，他們在胚胎干細胞和哺乳動物DNA重組方面的突破性發(fā)現(xiàn)，為“基因敲除”技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)．所謂“基因敲除小鼠”，就是現(xiàn)在小鼠的胚胎干細胞上進行基因修飾--即把胚胎干細胞中的靶向基因改掉，然后將“修飾”后的胚胎干細胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合體小鼠．（如圖所示）
（1）“敲除”一種基因分兩步來完成：第一步是用基因“剪刀”如

 

酶，從哺乳動物的染色體中切除具有某種功能的基因； 第二步是用人們在體外修飾過的基因取代

 

基因，而新基因中的缺陷會引發(fā)有待研究的某種疾病疾�。�
（2）在這一過程中，最大的挑戰(zhàn)就是如何制造出這樣一段外源DNA，并在染色體中找到相應(yīng)的位置，然后把它恰當?shù)厍度肫渲校�科學家分離出了小鼠的胚胎干細胞，從理論上說，這是一種萬能細胞，其分化程度低，通過

 

分裂可以產(chǎn)生精原細胞和卵原細胞，這些細胞在經(jīng)過

 

分裂可以產(chǎn)生成熟的生殖細胞，從而有可能將修飾基因傳給下一代，這樣就可以制造出變異基因．細胞中的修飾基因與小鼠體內(nèi)的原有基因之間發(fā)生了

 

（變異方式）．
（3）如果把修飾基因和小鼠體內(nèi)的原有基因看作一對等位基因，修飾基因（B）對原有基因（b）為顯性，那么圖中親代小鼠的基因型可以表示為

 

，預(yù)測其F₁中小鼠所含基因情況和比例相當于

 

（雜交、自交、測交）比例．如果F₁中兩只嵌合體小鼠自由交配，后代出現(xiàn)含修飾基因的純合體小鼠占

 

，這部分小鼠就是科學研究中建立的人體疾病的小鼠模型．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術(shù),基因的分離規(guī)律的實質(zhì)及應(yīng)用

專題：

分析：1、“基因敲除小鼠”：把胚胎干細胞中的靶向基因改掉，然后將“修飾”后的胚胎干細胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合體小鼠．
2、測交是指雜交產(chǎn)生的子一代個體與隱性個體交配的方式，用以測驗子代個體基因型．在實踐中，測交往往用來鑒定某一顯性個體的基因型和它形成的配子類型及其比例．

解答： 解：（1）“敲除”一種基因分兩步來完成：第一步是用基因“剪刀”如限制性內(nèi)切酶，從哺乳動物的染色體中切除具有某種功能的基因；第二步是用人們在體外修飾過的基因取代原有基因，而新基因中的缺陷會引發(fā)有待研究的某種疾病疾�。�
（2）胚胎干細胞通過有絲分裂增殖，并能分化產(chǎn)生精原細胞和卵原細胞；精原細胞和卵原細胞通過減數(shù)分裂可以產(chǎn)生成熟的生殖細胞．細胞中的修飾基因與小鼠體內(nèi)的原有基因之間發(fā)生了基因重組．
（3）圖中親代小鼠的基因型可以表示為Bb×bb，相當于測交（測交是指雜交產(chǎn)生的子一代個體與隱性個體交配的方式）．F₁中嵌合體小鼠的基因型為Bb，若F₁中兩只嵌合體小鼠（Bb）自由交配，根據(jù)基因分離定律，后代中出現(xiàn)含修飾基因的純合體小鼠（BB）的比例為

1

4

．
故答案為：
（1）限制性內(nèi)切     原有
（2）有絲   減數(shù)    基因重組
（3）Bb×bb    測交   

1

4

點評：本題以“基因敲出”技術(shù)為背景，結(jié)合遺傳圖解，考查基因工程、細胞分裂方式、基因分離定律的實質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識記基因工程的原理、工具及應(yīng)用，能根據(jù)題中信息答題；識記真核細胞的增殖方式；掌握基因分離定律的實質(zhì)，能根據(jù)圖中信息推斷基因型并進行簡單的概率計算．