人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序.ppt

(1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类。①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,最好使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类。①所选限制酶与切割目的基因的限制酶产生的黏性末端要相同。②质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因;如果所选酶的切割位点不止一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制原点,则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。3.启动子、终止子与起始密码子、终止密码子的区别项目启动子终止子起始密码子终止密码子本质有特殊序列结构的DNA片段有特殊序列结构的DNA片段mRNA上三个相邻碱基mRNA上三个相邻碱基位置基因上游基因下游mRNA首端mRNA尾端作用RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录终止转录翻译的起始点终止翻译[典型例题]图1中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切核酸酶的识别序列与切割位点,图2为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。图1图2根据基因工程的有关知识,回答下列问题。(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接,理由是?。?(2)若某人利用图2所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图3所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有,不能表达的原因是??。?图3答案:(1)Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录解析:(1)由图1可知,尽管BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶的识别位点不相同,但两种酶切割后产生的DNA片段具有相同的黏性末端,故被BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与图2中表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。(2)载体上的启动子和终止子具有调控目的基因表达的作用,甲和丙的目的基因分别插入在启动子的上游和终止子的下游,故这两个载体上的目的基因都不能被转录和翻译。【变式训练】1.下列有关基因工程中载体的说法,错误的是()A.基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建B.任何基因表达载体的构建都是一样的,没有差别C.启动子位于基因的上游,是RNA聚合酶识别和结合的部位D.抗生素抗性基因的作用是作为标记基因,用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因答案:B2.下图是利用基因工程技术培育转基因植物,进而生产可食用疫苗的部分过程示意图,其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法错误的是()A.图示过程是基因工程的核心步骤B.表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠC.卡那霉素抗性基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来D.除图示组成外,表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构答案:B解析:题图过程为基因表达载体的构建过程,是基因工程中的核心步骤,A项正确。构建表达载体过程中需要将目的基因完整切割下来,此时要用到限制酶PstⅠ和EcoRⅠ,B项错误。卡那霉素抗性基因是标记基因,目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞,C项正确。基因表达载体应包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等结构,D项正确。[问题引领]知识点三将目的基因导入受体细胞1.农杆菌转化法是如何将目的基因导入植物细胞并整合到细胞的染色体DNA上的?提示:将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中,通过农杆菌的转化作用,Ti质粒上的T-DNA转移至被侵染的植物细胞,并整合到该细胞的染色体DNA上。2.将Bt基因导入棉花细胞时我国科学家独创了哪种方法?与农杆菌转化法相比有何优点?提示:花粉管通道法,这是一种更为简便经济的方法。3.简述如何将目的基因导入大肠杆菌。提示:先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导入其中。[归纳提升]将目的基因导入受体细胞的几种方法的比较比较项目农杆菌转化法花粉管通道法显微注射技术Ca2+处理法生物种类植物植物动物微生物受体