Question

【題目】斑馬魚的酶 D 由 17 號染色體上的 D 基因編碼。利用轉基因技術將綠色熒光蛋白基因（G）整合到斑馬魚 17 號染色體上，帶有 G 基因的胚胎能夠發出綠色熒光。具有純合突變基因（dd）的斑馬魚胚胎會發出紅色熒光。未整合 G 基因的染色體的對應位點表示為 g。圖 1 和圖 2 所示分別為實驗所用的質粒上相關酶切位點以及含綠色熒光蛋白基因（G）的外源 DNA 片段上具有的相關酶切位點。據圖回答下列問題：

（1）將綠色熒光蛋白（G）基因整合到斑馬魚 17 號染色體上的實驗過程中，首先要將G 基因與質粒重組，此過程需要的兩種工具酶是限制酶和_________。

（2）經篩選獲得的重組質粒需要經顯微注射到斑馬魚的_________細胞中加以培養、篩選。如果培養得到的胚胎能_________，說明 G 基因已經成功整合到染色體上并且該基因已經得以表達。

（3）用圖 1 中質粒和圖 2 外源 DNA 構建重組質粒，不能使用________切割，原因是 _______。如果要防止質粒和含目的基因的外源 DNA 片段自身環化，則應選擇下列方法 ________為好。

①只使用 EcoR I 處理 ②使用 BamH I 和 SmaⅠ同時處理

③使用 BamH I 和 HindⅢ ④使用 Sma I 和 HindⅢ同時處理

（4）現用轉基因個體 N 和個體 M 進行如下雜交實驗得到的子代胚胎表現型如圖 3 所示，推測親代 M 的基因型是_________。

（5）子代中只發出綠色熒光的胚胎基因型包括_________。

①DDGG ②DDGg ③DdGg ④DdGG

Answer 1

【答案】DNA 連接酶 受精卵（早期胚胎） 發出綠色熒光 SmaⅠ 會破壞質粒的抗性基因和的目的基因 ③ Ddgg ②、③

【解析】

分析圖1和圖2：質粒和含有目的基因的外源DNA分子中都含有4種限制酶的切割位點，但其中限制酶SmaⅠ的切割位點位于目的基因和質粒的抗性基因上，用其切割會破壞目的基因和抗性基因。

分析圖3：M（D_gg）×N（DdGg）→綠色熒光（D_G_）、紅色熒光（ddgg）、無熒光（Ddgg）、紅綠熒光（Ggdd），說明N的基因型為Ddgg。

（1）將G基因與質粒重組的過程中，首先需要限制酶切割含有目的基因的DNA片段和運載體，其次需用DNA連接酶將目的基因G和質粒連接形成重組質粒。

（2）受精卵細胞的全能性高，因此需將篩選獲得的重組質粒經顯微注射到斑馬魚的受精卵細胞中加以培養、篩選。若G基因已經成功整合到染色體上并且該基因已經得以表達，則培養得到的胚胎能發出綠色熒光。

（3）由于目的基因和質粒的抗性基因上都含有限制酶SmaⅠ的切割位點，用SmaⅠ切割會破壞質粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因，因此用圖1中的質粒和圖2外源DNA構建重組質粒，不能使用SmaⅠ切割。用限制酶BamH I和HindⅢ同時處理，既可防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環化，也可以防止目的基因和質粒反向連接。

（4）由圖可知，D和d基因、G和g基因都位于同源染色體上，它們表現為連鎖遺傳�，F用轉基因個體N（DdGg）和個體M（胚胎期無熒光，基因型為D_gg）進行雜交實驗，得到子代胚胎中有綠色熒光（D_G_）、紅色熒光（ddgg）、無熒光（Ddgg）、紅綠熒光（Ggdd），由此可推測親代M的基因型為Ddgg。

（5）親本的基因型為Ddgg×DdGg，且兩對等位基因位于一對同源染色體上，表現為連鎖遺傳，因此子代中只發出綠色熒光的胚胎（D_G_）的基因型包括②DDGg（M的DG與N的Dg組合形成）、③DdGg（M的DG與N的dg組合形成、M的17號染色體交換形成的dG與N的Dg組合形成）。