高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 题目答案及解析
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必修二 遗传与进化
第一章 遗传因子的发现
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
位于$\rm X$染色体上的$\rm D$基因在小鼠的肝脏等器官中表达。研究人员通过基因工程获得$\rm D$基因肝脏条件性敲除（仅在肝脏细胞中被敲除）小鼠，用于肝脏疾病的研究。$\rm Cre$酶可识别$\rm DNA$分子中特定的$\rm loxP$ 序列，并将两个$\rm loxP$ 序列之间的$\rm DNA$ 序列剪除，切口连接形成的环状产物被降解，剩余序列会重新连接起来，从而达到敲除基因的目的。
Ⅰ．基因型为$\rm X^{d}X^{d}$小鼠的获得与鉴定：研究人员运用基因编辑技术在图甲箭头所指处插入$\rm loxP$序列，使$\rm D$基因突变为$\rm d$基因。$\rm d$基因仍可表达正常的$\rm D$蛋白。研究人员以$\rm X^{D}X^{d}$与$\rm X^{D}Y$为实验材料，通过多次杂交获得了纯合突变小鼠。为了对杂交后代小鼠的基因型进行鉴定，研究人员在右边的箭头处周围设计引物，以$\rm D$、$\rm d$基因为模板进行$\rm PCR$，电泳结果如图乙所示。外显子就是指基因在表达过程中能编码蛋白质的核苷酸序列。
Ⅱ．研究人员将$\rm A$启动子和$\rm Cre$酶基因插入$\rm M$号常染色体上，如图所示，获得$\rm C$⁺$\rm C$⁻雄鼠 （$\rm C$⁺表示插入，$\rm C$⁻表示未插入 $\rm Cre$酶基因）。
Ⅲ．杂交实验：以上述过程中获得的$\rm X^{d}X^{d}$鼠与 $\rm C$⁺$\rm C$⁻雄鼠为实验材料，开展多次杂交实验，得到目标小鼠。
图甲中：$\rm loxP$序列插入了$\rm D$基因的内部，却没有引起$\rm D$ 蛋白结构的改变，原因是 。
$\\rm loxP$序列插入到了$\\rm D$基因的非编码序列，没有插入到$\\rm D$基因能编码蛋白质的序列（外显子），因此不会影响$\\rm D$蛋白结构
"]]$\rm loxP$序列插入到了$\rm D$基因的非编码序列，没有插入到$\rm D$基因能编码蛋白质的序列（外显子），因此不会影响$\rm D$蛋白结构。
根据图乙中电泳结果，可知： 号小鼠是突变型纯合子。
$\rm 8$号为野生型小鼠，其基因型为$\rm X^{D}X^{D}$，电泳的条带即为以$\rm D$基因作为模板扩增的片段，由于$\rm d$基因引物中间插入了$\rm loxP$序列，以$\rm d$基因为模板扩增的片段长度大于$\rm D$基因为模板扩增的片段，$\rm 3$号只有一种片段，且长度大于$\rm D$基因为模板扩增的片段，所以$\rm 3$号是$\rm X^{d}X^{d}$的个体。
$\rm Cre$酶能断开$\rm loxP$ 序列中的 ，形成黏性末端，类似基因工程中的 酶，如果两个同向$\rm loxP$ 序列位于一个$\rm DNA$ 分子上，$\rm Cre$酶能有效切除两个$\rm loxP$ 间的序列，但可保留一个$\rm loxP$ 序列，请说明理由： 。
磷酸二酯键；
限制（或限制性内切核酸）；
两个同向的$\\rm loxP$序列被$\\rm Cre$酶切割以后，形成了相同的黏性末端，在$\\rm DNA$连接酶作用下可以连接起来，连接起来的序列构成一个新的$\\rm loxP$序列
"]]$\rm Cre$酶可识别$\rm DNA$分子中特定的$\rm loxP$序列，并对其进行切割，说明$\rm Cre$酶是类似于限制性内切核酸酶的酶，作用于磷酸二酯键。两个同向的$\rm loxP$序列被$\rm Cre$酶切割以后，形成了相同的黏性末端，在$\rm DNA$连接酶作用下可以连接起来，连接起来的序列构成一个新的$\rm loxP$序列。
Ⅲ杂交实验中： 目标雌鼠的基因型为： 。
Ⅲ杂交实验的目标雌鼠应该是肝脏能特异性表达$\rm Cre$酶的$\rm X^{d}X^{d}$个体。基因型为：$\rm C^{+}C^{-}X^{d}X^{d}$或$\rm C^{+}C^{+}X^{d}X^{d}$。
上述案例实现了将基因敲除限定于特定的组织或器官，而不表达 的组织或器官则不会受到基因敲除的影响。
上述案例将基因敲除限定于特定的组织或器官，而不表达$\rm Cre$酶的组织或器官则不会受到基因敲除的影响。
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