GAL4/UAS是从酵母菌中发现的DNA序列,GAL4蛋白是一个转录激活因子,可以特异性识别并结合DNA分子上的UAS序列,激活该序列下游的基因转录。研究人员将GAL4基因和上游连接UAS序列的待测基因(基因N)分别转入果蝇细胞中,通过控制基因N的表达来研究基因N功能。研究过程如图1所示。

(1)步骤1:为获得GAL4基因纯合的果蝇品系(GAL4品系),研究者进行了如下操作。
①GAL4基因本身不控制特定性状,因此研究人员以红眼基因作为 标记或报告标记或报告基因,将GAL4基因转入白眼果蝇中(白眼基因是位于X染色体上的隐性基因,可用b表示)。已知外源基因是单拷贝插入的,选择白眼雌蝇与转基因红眼雄蝇杂交,F1表现型为 雌蝇均为红眼,雄蝇均为白眼雌蝇均为红眼,雄蝇均为白眼,说明外源基因插入到了X染色体上。
②果蝇X染色体上基因m能使带有该基因的雌配子致死,研究人员取带有该基因的 白白眼雄蝇与F1中的红眼雌蝇杂交,将子代中 红眼(雌雄)红眼(雌雄)果蝇选出,相互交配后获得的子代即为GAL4品系。
(2)步骤2:获得UAS-基因N品系的相关操作。
①某品系果蝇2号染色体上有纯合致死的卷翅基因D和另一纯合致死的基因E,如图2所示。该品系(平衡致死系)果蝇相互交配,子代性状为 全为卷翅全为卷翅。
②将2号染色体上导入单拷贝的基因群2的果蝇与上述平衡致死系果蝇杂交,选择子代中性状为 卷翅并发绿色荧光卷翅并发绿色荧光的果蝇相互交配,产生的新一代果蝇将出现 卷翅并发绿色荧光:非卷翅发绿色荧光=2:1卷翅并发绿色荧光:非卷翅发绿色荧光=2:1的性状分离比,挑选其中 不卷翅并绿色荧光不卷翅并绿色荧光性状的果蝇即为所需的纯合UAS-基因N品系。
③若转入的待测基因具有纯合致死效应,保留上述选育过程的 卷翅并发绿色荧光卷翅并发绿色荧光性状果蝇可以防止逐代繁殖过程中该基因 频率下降而最终丢失(或被淘汰)频率下降而最终丢失(或被淘汰)。
(3)铁蛋白是一种在各种生物细胞中普遍存在的蛋白质,由重链和轻链组成,能够结合Fe2+,避免细胞受Fe2+毒害。研究人员将GAL4品系雌蝇与UAS-human FTL(人类铁蛋白轻链基因)品系雄蝇杂交,发现F1中绿色荧光果蝇出现因Fe2+毒害导致的刚毛缺失、复眼发育不良等UAS-human FTL品系果蝇并不具有的性状。结合上述研究模型,分析该性状出现的原因是 F1中绿色荧光果蝇的GAL4蛋白激活human FTL基因,表达出的人类铁蛋白轻链与果蝇铁蛋白轻链竞争结合果蝇铁蛋白重链,但形成的铁蛋白不能有效结合Fe2+以避免其毒害细胞,导致果蝇出现缺陷性状F1中绿色荧光果蝇的GAL4蛋白激活human FTL基因,表达出的人类铁蛋白轻链与果蝇铁蛋白轻链竞争结合果蝇铁蛋白重链,但形成的铁蛋白不能有效结合Fe2+以避免其毒害细胞,导致果蝇出现缺陷性状。这一研究为human FTL基因突变造成的“晚期发作的基底神经中枢疾病”遗传病提供了机理方面的解释。
【考点】伴性遗传.
【答案】标记或报告;雌蝇均为红眼,雄蝇均为白眼;白;红眼(雌雄);全为卷翅;卷翅并发绿色荧光;卷翅并发绿色荧光:非卷翅发绿色荧光=2:1;不卷翅并绿色荧光;卷翅并发绿色荧光;频率下降而最终丢失(或被淘汰);F1中绿色荧光果蝇的GAL4蛋白激活human FTL基因,表达出的人类铁蛋白轻链与果蝇铁蛋白轻链竞争结合果蝇铁蛋白重链,但形成的铁蛋白不能有效结合Fe2+以避免其毒害细胞,导致果蝇出现缺陷性状
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:95引用:1难度:0.6
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1.结合材料回答问题:
Ⅰ.一般情况下,哺乳动物的性别决定方式为XY型,有Y染色体则为雄性,在体细胞中存在两条X染色体时,任意一条X染色体上的基因表达,另一条X染色体会高度螺旋化为巴氏小体失活,其上基因不表达。
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2.已知家蚕为ZW型性别决定,不考虑其他致死基因,则在Z或X染色体上的隐性致死基因对家蚕和人类性别比例的影响是( )
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