生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质( E 物质)污染会导致鱼类雌性化等异常,并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼,其肌细胞、生殖细胞等存在 E 物质受体,且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白( GFP )等基因转入斑马鱼,建立了一种经济且快速的水体 E 物质监测方法。
(1) 将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是 。
(2) 为监测 E 物质,研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼,其中 ERE 和酵母来源的 UAS 是两种诱导型启动子,分别被 E 物质 - 受体复合物和酵母来源的 Gal4 蛋白特异性激活,启动下游基因表达。与方案 1 相比,方案 2 的主要优势是 ,因而被用于制备监测鱼( MO )。
(3) 现拟制备一种不育的监测鱼 SM ,用于实际监测。 SM 需经 MO 和另一亲本( X )杂交获得。欲获得 X ,需从以下选项中选择启动子和基因,构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵,经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。
Ⅰ. 启动子: 。
①ERE②UAS③ 使基因仅在生殖细胞表达的启动子( P 生) ④ 使基因仅在肌细胞表达的启动子( P 肌)
Ⅱ. 基因:
A . GFP B . Gal4 C .雌激素受体基因( ER ) D .仅导致生殖细胞凋亡的基因( dg )
(4)SM 不育的原因是:成体 SM 自身产生雌激素,与受体结合后 造成不育。
(5) 使拟用于实际监测的 SM 不育的目的是 。
(1) 显微注射
(2) 监测灵敏度更高
(3) ② D
(4) 激活 ERE 诱导 Gal4 表达, Gal4 结合 UAS 诱导 dg 表达,生殖细胞凋亡
(5) 避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题
【分析】将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
【详解】( 1 )将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,所以将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是显微注射法。
( 2 )由图可知,方案 1E 物质 - 受体复合物激活 ERE ,使 GFP 基因表达,方案 2 E 物质 - 受体复合物先激活 ERE 获得 Gal4 蛋白,然后 Gal4 蛋白激活 UAS 启动子,使 GFP 基因表达,方案 2GFP 蛋白表达量大,更灵敏。
( 3 ) MO 和另一亲本( X )杂交获得 SM , MO 是方案 2 获得,所以亲本 X 启动子选择 UAS 。要获得 SM 是不育个体, MO 是可育的所以 X 必须有仅导致生殖细胞凋亡的基因( dg )。
( 4 )成体 SM 自身产生雌激素,与受体结合后形成复合物,激活 ERE 诱导 Gal4 表达, Gal4 与 UAS 启动子结合诱导 dg 表达,使生殖细胞凋亡。
( 5 )监测鱼属于转基因生物,目前安全性不确定,为了避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题,需要 SM 不育。
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