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非选择题-解答题 适中0.65 引用2 组卷97
“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术,通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元,帮助科学家了解大脑。Cre-LoxP系统能够实现特定基因的敲除,其技术过程如图1所示。

(1)当两个LoxP序列位于同一个DNA分子上且方向相同时,Cre重组酶能将两个切割位点之间的核苷酸序列切除并形成环状而失活,剩余序列会连接起来。据此可知,Cre重组酶在此过程中的作用类似于___酶。在特定基因的敲除过程中,若两个LoxP序列方向相反时,Cre重组酶使两个LoxP间的序列颠倒,由此产生的变异本质上属于___
(2)图1中LoxP序列的方向取决于序号___对应的区域。一个LoxP序列的内部被Cre重组酶切割后,将在DNA序列的___(填5′或3′)端形成游离的磷酸基团。
(3)科学家以小鼠为材料,将三种荧光蛋白基因、两种LoxP序列与脑组织特异表达启动子M相连接,构建图2所示的基因表达载体,再用___法将该基因表达载体导入小鼠的受精卵中,进而得到仅含一个图2所示片段的转基因小鼠,再经过进一步操作,获得纯合的转基因小鼠a(不含Cre酶)。

(4)图2所示序列的两个LoxP1之间或两个LoxP2之间的基因,只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控,研究者将Cre酶基因与启动子N(由信号分子X开启)连接,经一系列操作,获得纯合转基因小鼠b,将纯合小鼠a和b杂交,得到F1
a.若无X作用时,该小鼠脑组织的色彩为___色,其他组织细胞颜色为___色。
b.若有X作用时,该小鼠脑组织会出现“脑彩虹”,请阐述机理:___
2024·安徽·三模
知识点:染色体结构的变异DNA重组技术的基本工具基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术,通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元,帮助科学家了解大脑。
(1)Cre酶是该技术的关键酶,能随机识别两个相同的loxP序列,催化如图1所示的反应。

通过Cre-loxP系统敲除基因的基本原理是:Cre酶随机识别DNA分子上两个相同的loxP序列并从特定位点切断DNA双链,切口被重新连接后,保留片段_____,从而实现目标基因的敲除。
(2)研究者设计图2所示的DNA片段,转入小鼠体内,获得仅含一个图2所示片段的转基因小鼠。

①构建基因表达载体时,需用限制酶和_____酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列,将它们与脑组织特异表达启动子M相连接。
②研究者用显微注射法将图2所示表达载体导入小鼠的_____中,得到仅含一个图2 所示片段的转基因小鼠,再经过进一步筛选,获得纯合的转基因小鼠a。
(3)图2所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因,只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控,研究者将Cre酶基因与启动子N(由信号分子X开启)连接,获得纯合转基因小鼠b,将图3所示纯合小鼠a和b杂交,得到F1

①无信号分子X作用时,F1脑组织和其他组织细胞的色彩分别是_____
②有信号分子X作用时,F1:出现“脑彩虹”,请阐述机理:_____
(4)研究者希望具有更丰富的颜色组合,即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加,形成更多颜色的“脑彩虹”,请依据题目信息,写出设计思路:_____
“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术, 通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元, 帮助科学家了解大脑。该技术利用 Cre/loxP 系统标记神经元。Cre/loxP 系统是在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。
      
(1)图 1 是利用 Cre/ loxP 系统敲除基因的过程。loxP 序列具有方向性,由中间的间隔序列和两侧的反向重复序列组成。其中决定 loxP 方向的序列是________ 。当某一个 DNA片段上待敲除基因的两端存在同向 loxP 序列时, Cre 酶识别并结合到 loxP 序列的反向重复序列区。两个 loxP 序列的间隔序列被 Cre 酶定点切开, 4 个黏性末端序列交错两两连接, 其中待敲除基因两端的序列进行连接, 连接时形成的化学键是________ , 敲除的基因片段会形成________ (填“线状”或“环状”)结构, 保留的 DNA片段中是否还存在 loxP序列?________ (填“是”或“否”)
(2)若经 Cre 酶作用使得 2 个 loxP 位点间的序列发生反转, 其原因可能是___________
(3)现以小鼠为材料,利用“脑彩虹”技术研究其大脑内的神经元。研究者需先用___________ 酶处理三种荧光蛋白基因、两种 loxP 序列, 将它们与脑组织特异表达启动子 M 相连接,构建图 2 所示的基因表达载体,再用显微注射法将该基因表达载体导入小鼠的___________ 中,进而得到仅含一个图 2 所示片段的转基因小鼠, 再经过进一步操作, 获得纯合的转基因小鼠 a。
(4)图 2 所示序列的两个 loxP1 之间或两个 loxP2 之间的基因, 只会被 Cre 酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中 Cre 酶的表达受调控, 研究者将 Cre 酶基因与启动子 N(由信号分子 X 开启) 连接, 经一系列操作, 获得纯合转基因小鼠 b, 将纯合小鼠 a 和 b 杂交,得到 F1
①无信号分子 X 作用时, F1脑组织和其他组织细胞的颜色分别是________________
②有信号分子 X 作用时, F1出现“脑彩虹”, 请阐述机理: ________
“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术,通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元,帮助科学家了解大脑。
(1)loxP序列具有方向性,结构如图1所示,其中决定方向的序列是______(填序号)。

(2)Cre酶是该技术的关键酶,它能催化如图2所示的反应,即随机识别DNA分子上同向排列的两个相同的loxP序列,并在图1的②中特定位点切断DNA双链,切口被重新连接后,保留片段______,从而实现目标基因的敲除。若经Cre酶作用使得2个loxP位点间的序列发生反转,其原因可能是______
(3)研究者需先用______酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列,将它们与脑组织特异表达启动子M相连接,构建图3所示的基因表达载体,再用显微注射法将该基因表达载体导入小鼠的______中,进而得到仅含一个图3所示片段的转基因小鼠,再经过进一步筛选,获得纯合的转基因小鼠a。

(4)图3所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因,只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控,研究者将Cre酶基因与启动子N(由信号分子X开启)连接,获得纯合转基因小鼠b,将图4所示纯合小鼠a和b杂交,得到F1
①无信号分子X作用时,F1脑组织和其他组织细胞的颜色分别是____________
②有信号分子X作用时,F1出现“脑彩虹”,请阐述机理:______
(5)研究者希望具有更丰富的颜色组合,即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加,形成更多颜色的“脑彩虹”,请依据题目信息,简要写出设计思路:______

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