Question

2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予馬里奧·卡佩基等三位科學(xué)家，以表彰他們“在涉及胚胎干細(xì)胞和哺乳動(dòng)物DNA重組方面的一系列突破性發(fā)現(xiàn)”。這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了“基因敲除”技術(shù)（通常叫基因打靶）的出現(xiàn)，利用這一技術(shù)可以準(zhǔn)確地“敲除”DNA分子上的特定基因，從而為研究基因功能開辟了新途徑。該技術(shù)的過(guò)程大致如下：
第一步：分離胚胎干細(xì)胞。從小鼠囊胚中分離出胚胎干細(xì)胞，在培養(yǎng)基中擴(kuò)增。這些細(xì)胞中需要改造的基因稱為“靶基因”。
第二步：突變DNA的體外構(gòu)建。獲取與靶基因同源的DNA片斷，利用基因工程技術(shù)在該DNA片段上插入neo^R基因（新霉素抗性基因），使該片段上的靶基因失活。
第三步：突變DNA與靶基因互換。將體外構(gòu)建的突變DNA轉(zhuǎn)移入胚胎干細(xì)胞，再通過(guò)同源互換，用失活靶基因取代兩個(gè)正常靶基因中的一個(gè)，完成對(duì)胚胎干細(xì)胞的基因改造。
第四步：將第三步處理后的胚胎干細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到添加新霉素的培養(yǎng)基中篩選培養(yǎng)。

其基本原理如下圖所示：
請(qǐng)根據(jù)上述資料，回答下列問(wèn)題：
⑴“基因敲除技術(shù)”以胚胎干細(xì)胞作為對(duì)象是因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞具有                 性。
⑵在第三步中，涉及的變異類型是                      。
⑶在靶基因中插入neo^R基因的目的是                                           。
⑷假設(shè)經(jīng)過(guò)上圖表示的過(guò)程，研究者成功獲得一枚“敲除”一個(gè)靶基因的胚胎干細(xì)胞，并培育成一只雌性克隆小鼠，則：
①該克隆小鼠的后代是否都含有neo^R基因，為什么?________，____________________________________________________________________。
②該克隆小鼠     （填“是”或“否”）已經(jīng)滿足研究者對(duì)靶基因進(jìn)行功能研究的需要？如果是，說(shuō)明理由。如果否，簡(jiǎn)述如何利用上述小鼠才能獲得符合需要的小鼠。理由或簡(jiǎn)述如何才能獲得符合需要的小鼠：                                                
                                                                       。
③若該克隆雌鼠與普通小鼠交配，理論上該克隆雌鼠產(chǎn)下抗新霉素小鼠與不抗新霉素小鼠的比例為_________。若該克隆雌鼠產(chǎn)下的后代小鼠足以滿足實(shí)驗(yàn)要求，請(qǐng)以F₁為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)一代雜交實(shí)驗(yàn)，來(lái)確定新霉素抗性基因是導(dǎo)入到常染色體，還是導(dǎo)入到X染色體上。（要求寫出用來(lái)雜交的F₁性狀及雜交后一代的性狀及相應(yīng)結(jié)論）。
雜交方案：____    _______________ _____________        _____；
結(jié)果和結(jié)論：
_________________________________________________________________________

Answer 1

⑴發(fā)育全能性（1分）       ⑵基因重組（1分）
⑶使靶基因失活（1分）和  用于基因敲除細(xì)胞的篩選（1分）
⑷①否（1分）      因?yàn)樵摽寺⌒∈罂梢暈殡s合子（1分），在形成配子時(shí)等位基因會(huì)發(fā)生分離，產(chǎn)生不含neo^R基因和含neo^R基因的配子（1分）。
②否（1分）     先讓該克隆小鼠與多只野生型小鼠交配（1分）然后讓子代與該克隆小鼠回交或子代小鼠間自由交配，篩選突變型的隱性純合子（1分）。
③1：1（1分）
方案：選用F₁中抗新霉素的雄鼠與多只不抗新霉素的雌鼠雜交（2分），
A．若子代小鼠中雄性個(gè)體全為不抗新霉素小鼠，雌性個(gè)體全為抗新霉素小鼠，則新霉素抗性基因是導(dǎo)入到X染色體上；（1分）
B．若子豬中雄性個(gè)體、雌性個(gè)體中都既有抗新霉素小鼠，又有不抗新霉素小鼠，且比值接近于1：1，則新霉素抗性基因是導(dǎo)入到常染色體上。（1分）

解析