第3课时导入、检测和鉴定目的基因
[学习导航] 1.理解目的基因导入受体细胞的方法。2.掌握检测与鉴定目的基因的方法。[重难点击] 1.目的基因导入受体细胞的方法。2.检测和鉴定目的基因的方法。
方式一通过前面的学习，我们了解了基因工程中目的基因的获取及基因表达载体的构建。在目的基因与载体连接成重组DNA分子以后，下面的重要工作主要是将其导入受体细胞进行扩增和筛选，获得大量的重组DNA分子，这就是外源基因的无性繁殖，即克隆(cloning)。由于外源基因与载体构成的重组DNA分子性质不同、宿主细胞不同，将重组DNA导入宿主细胞的具体方法也不相同。
方式二目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。以上步骤完成后，在全部的受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
一、导入目的基因
将目的基因导入受体细胞的方法和过程
1．农杆菌转化法的分析
(1)将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？
答案 基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌细胞时，要用Ca 2＋
处理农杆菌细胞，使其处于感受态，利于重组质粒的导入。
(2)在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，为什么一定要将目的基因插入到Ti 质粒的T －DNA 上？
答案 农杆菌中的Ti 质粒上的T －DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA 上。
2．植物基因工程常用的受体细胞为什么可以是体细胞，而动物基因工程一般只用受精卵？ 答案 植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是体细胞；动物体细胞的全能性受到严格限制，因此动物基因工程中的受体细胞一般只用受精卵。
3．为什么微生物细胞适合作为基因工程的受体细胞？
答案 微生物细胞具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少的优点。
1．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。如图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：
(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是____________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T－DNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞________上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到_______(部位)即可。(2)根据T－DNA这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制______________________酶合成的基因。
(3)图中c过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是__________类化合物。
(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取____________________________(至少写出两种)。
答案(1)单子叶植物将目的基因导入植物细胞染色体的DNA T－DNA片段(内部) (2)DNA连接酶、限制(3)酚(4)基因枪法、花粉管通道法
解析(1)一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。利用其感染性，可实现目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌T－DNA片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。(2)根据T－DNA 这一转移特点，可以推测该DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶以实现与双子叶植物细胞染色体DNA的整合。(3)植物细胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。
一题多变
判断正误：
(1)获得上述转基因植物的核心步骤是a( )
(2)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，从而把目的基因导入植物细胞，在这个过程中所有细胞都导入了目的基因( )
(3)在过程a中只需要DNA连接酶参与( )
(4)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，要经过植物组织培养才能获得表现出新性状的植物( )
(5)因病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞的染色体上，所以动植物病毒也可作为基因工程的载体( )
答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√
易错点拨农杆菌转化法中两次拼接、两次导入的辨析
第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T－DNA的中间部位，第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T－DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti 质粒重新导入农杆菌，第二次导入(非人工操作)是指含目的基因的T－DNA导入受体细胞。2．下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是( )
A．基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济和有效
B．显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法
C．大肠杆菌最常用的转化方法，是使细胞的生理状态发生改变
D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法
答案 A
解析不同受体细胞导入目的基因的方法不同，每种方法都有利弊。目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济和有效；目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；目的基因导入大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，完成转化。
二、检测和鉴定目的基因
目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。
1．DNA水平检测：采用 DNA分子杂交法。主要做法是用放射性同位素标记的已知DNA片段作基因探针检测受体细胞。如果能发生特异性结合，说明目的基因已经插入转基因生物染色体的DNA中。
2．RNA水平检测：采用分子杂交技术。用已标记的目的基因作为探针与待测生物体内提取的mRNA分子杂交，观察是否出现杂交带。
3．蛋白质水平检测：采用抗原—抗体杂交法。从待测转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已经表达了。
4．个体水平检测：对个体的生物学特定性状进行检测。
1．观察目的基因的检测示意图(如上图所示)，回答下列问题：
(1)检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，采用DNA分子杂交技术。这种技术的主要做法是什么？
答案主要做法是用标记了放射性同位素的目的DNA片段作为探针，检测受体细胞的DNA中有无目的基因。显示出杂交带，说明目的基因已经插入染色体DNA中。
(2)DNA分子杂交的原理是什么？除了用于目的基因的检测与鉴定以外，试举例说明还有哪些应用？
答案碱基互补配对原则。还可用于亲子鉴定、刑事侦察、生物亲缘关系确定等。
(3)检测目的基因是否转录出了mRNA，采用分子杂交技术，这种技术与DNA分子杂交技术有何异同？
答案相同之处是都采用分子杂交技术，不同之处是从转基因生物中提取的是mRNA，同样用标记的目的基因作探针，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。
(4)检测目的基因是否翻译出蛋白质的方法是什么？其原理是什么？
答案抗原—抗体杂交法。原理是抗原能与相应抗体特异性结合。
2．检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？
答案用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。
归纳总结关于不同分子检测的原理、场所、探针的异同
(1)原理：转录水平的检测原理与复制水平的检测原理是相似的，只是被检测的物质不再是转基因生物的基因组DNA，而是转基因生物细胞内的mRNA；翻译水平的检测，则是利用抗原与抗体特异性结合的原理。
(2)场所：不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都是在体外进行的。
(3)探针：在DNA分子、mRNA分子上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有目的基因的DNA片段。
3．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( )
①检测受体细胞的染色体上是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因③检测目的基因是否转录出了mRNA ④检测目的基因是否翻译出了蛋白质
A．①②③B．②③④
C．①③④ D．①②④
答案 C
4．判断正误
(1)如果检测出标记基因表达的性状，说明载体已导入受体细胞( )
(2)检测目的基因是否翻译成蛋白质是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键( )
(3)DNA探针用来检测目的基因是否导入( )
(4)鉴定转化的基因是否成功表达，在分子水平上可应用的方法是抗原—抗体杂交( ) 答案(1)√(2)×(3)×(4)√
题后归纳目的基因的检测与鉴定的方法汇总
1．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别采用的方法是( ) A．显微注射法农杆菌转化法
B．基因枪法花粉管通道法
C．农杆菌转化法显微注射法
D．基因枪法显微注射法
答案 D
解析玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射法。
2．下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是( )
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA
C．目的基因与质粒的重组只需要DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
答案 C
解析分析题意和图示可知：重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞，A正确。质粒是一种常用载体，是在细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA，B正确。基因与载体的重组需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，C错误。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状，D正确。
3．下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是( )
A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态
C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度
D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液
答案 D
解析将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH。
4．检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是( )
A．DNA分子杂交技术
B．荧光分子标记技术
C．放射性同位素标记技术
D．显微注射技术
答案 A
解析检测目的基因常采用DNA分子杂交技术，即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同
位素进行标记，以此作为基因探针，并使基因探针与基因组DNA杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体DNA中。
5．1957年，生物学家了解到，病毒感染的细胞能产生一种因子，这种因子能作用于其他细胞，干扰病毒的复制，故将其命名为干扰素；从1987年开始，用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产，并且大量投放市场。
(1)若已知干扰素的氨基酸序列，则获取目的基因的较简单方法是______________________；目的基因还可以从________________文库中获取，而从cDNA文库中不一定能得到，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用限制酶处理质粒和目的基因后，用______________酶处理，可形成基因表达载体，该载体的化学本质是_________________________________________________________。
(3)转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是检测受体细胞______________上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用__________________________________________________________。
最后还要检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，利用的技术是______________。
答案(1)人工合成法基因组cDNA是由生物发育的某个时期的mRNA逆转录产生的(其他合理答案也可)
(2)DNA连接DNA (3)染色体的DNA DNA分子杂交法抗原—抗体杂交技术
解析(1)若已知干扰素的氨基酸序列，则可以通过人工合成的方法获得目的基因；cDNA文库是部分基因文库，因为cDNA是由生物发育的某个时期的mRNA逆转录产生的，所以cDNA文库中不一定有目的基因，最好从基因组文库中获取。(2)用限制酶处理载体和目的基因后，将目的基因与载体连接，需要使用DNA连接酶处理，基因与载体的化学本质是相同的，都是DNA。
(3)检测目的基因使用DNA分子杂交法；检测蛋白质采用的是抗原—抗体杂交技术。
课时作业
[学考达标]
1．目前将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是( )
A．显微注射法B．农杆菌转化法
C．基因枪法D．花粉管通道法
答案 A
解析显微注射法是迄今为止转基因动物中采用最多、最有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法。
2．在基因工程技术中，可能需要用到CaCl2处理的环节是( )
A．目的基因的提取和导入
B．目的基因与载体结合
C．将目的基因导入受体细胞
D．目的基因的检测与鉴定
答案 C
解析将目的基因导入原核生物受体细胞时，首先用Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后在一定条件下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化。
3．在检测抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子水平的是( )
A．观察害虫吃棉叶是否死亡
B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带
C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带
D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带
答案 A
解析A项属于个体生物学水平的鉴定；B、C两项为分子水平的检测，利用分子杂交技术，观察目的基因及目的基因转录形成的mRNA能否与DNA探针进行杂交形成杂交带；D项也为分子水平检测内容，利用抗原—抗体杂交的原理，检测基因表达产物能否与特定抗体形成杂交带。
4．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入农杆菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，借助花粉管通道进入受精卵
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 C
解析将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，没有获得目的基因，子代细胞不会有抗虫性状，①错误；将编码毒素蛋白的DNA序列，直接注射到棉受精卵中而没有将目的基因与载体结合，这样目的基因是不会被保留下来的，很容易被水解掉，②错误；在植物细胞基因工程中，利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，然后通过植物组织培养技术将植物细胞培养成完整植株，③正确；在植物细胞基因工程中，可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中，然后发育为转基因植株，④正确。故C项正确。
5．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
答案 D
解析基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。
6．下列有关基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA聚合酶
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达
答案 C
解析基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，A错误；限制酶能够识别某种特定的核苷酸序列，并在特定位点切割磷酸二酯键，B错误；细菌作为受体细胞原因有多个，如细胞体积小、繁殖周期短、遗传物质少等，C正确；目的基因进入受体细胞中，由于操作失误和不可预测的干扰等，并不是所有受体细胞都能按照预先设计的方案进行重组和表达，真正能有效表达的只是一小部分，D错误。
[高考提能]
7．下列有关基因工程的说法，正确的是( )
A．如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同
B．基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止密码子等
C．目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化
D．将目的基因导入植物细胞和动物细胞的常用方法是显微注射法
答案 C
8．利用细菌大量生产人的胰岛素，下列叙述错误的是( )
A．用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合
B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素
答案 C
解析人胰岛素基因进行切割需要限制酶，将人胰岛素基因与载体黏合需要DNA连接酶，A正确；用Ca2＋处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌，B正确；通常通过检测标记基因来检测重组DNA是否已导入受体细菌，C错误；重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，
并合成人的胰岛素，D正确。
9．天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( )
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
C．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
D．将基因B导入玫瑰细胞后即可通过植物组织培养培育出蓝玫瑰
答案 A
解析获取目的基因的方法有：①从基因文库中获取，②利用PCR技术扩增，③人工合成。本题可以采用逆转录获取目的基因并采用PCR技术扩增，A正确。利用DNA连接酶将基因B与质粒连接形成重组质粒后导入玫瑰细胞，B错误。受体细胞是植物细胞时，常采用农杆菌转化法，即将含基因B的重组质粒导入农杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞，C、D错误。
10．下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )
A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的是导入了重组质粒的细菌
C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A 或重组质粒的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
答案 C
解析将目的基因导入细菌细胞中常用的方法是Ca2＋处理法，A错误。基因必须保持结构的完整性才能得以表达，氨苄青霉素抗性基因结构完整，能够表达而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性，在含有氨苄青霉素的培养基上能存活的是导入了质粒A或导入了重组质粒的细菌；由于将人的生长激素基因导入质粒的四环素抗性基因上，破坏了四环素抗性基因的完整性，导入了重组质粒的细菌没有对四环素的抗性，在含有四环素的培养基上不能存活，能存活的是导入了质粒A的细菌，故B错误、C正确。目的基因成功表达的标志是产生人的生长激素，D
错误。
11．下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。请据图回答下列问题：
(1)获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在____________的催化下，合成互补的单链DNA，然后在______________作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的__________序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的______________序列，再通过化学方法合成所需基因。
(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有________、________、4种脱氧核苷酸和热稳定DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为__________。
(4)在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是________________________________
________________________________________________________________________。
答案(1)逆转录酶DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板(A基因) (3)基因表达载体(4)使其成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子
解析(1)利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下，合成双链DNA分子；根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。(2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。(3)目的基因和载体结合，形成基因表达载体。(4)在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于其吸收重组DNA分子。
12．在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan r)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答下面的问题：
(1)A过程需要的酶有______________________________________________________。
(2)B过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件是_____________________
________________________________________________________________________。
(3)C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入____________________。
(4)在D过程中，抗虫基因遗传信息的传递过程是___________________________________
________________________________________________________________________。
(5)获取真核生物的基因常用的方法是__________________________________，
包括________________________________________________________________________。(6)如果利用DNA分子杂交原理对再生植物进行检测，D过程应该用________________________________________________________________作为探针。
(7)科学家在进行实验过程中，采用了两种方案：一是将抗虫基因导入离体的棉花叶片细胞进行植物组织培养；请你想另外一种方案：可以将抗虫基因导入植物的__________________中，再进行培养，导入成功的标志是___________________________________。
答案(1)限制酶和DNA连接酶
(2)具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存
(3)卡那霉素
(4)抗虫基因转录成mRNA，再翻译成为蛋白质
(5)人工合成法逆转录法、化学合成法
(6)放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因
(7)受精卵棉花有抗虫性状的表现
解析(1)将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程需要同一种限制酶，连接时还需要DNA 连接酶。(2)作为基因工程的载体，必须具备三个条件：①在宿主细胞中能稳定保存并能大量复制。②有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。③有一定的标记基因，便于筛选。题目中能体现的是①③。(3)由题可知，我们需要的植株是含有抗虫基因的植株，因此要进行筛选，含有抗虫基因的植株也一定含有卡那霉素抗性基因，所以要利用卡那霉素进行筛选。(4)抗虫基因最终要表现出抗虫的性状就必须表达，即通过转录和翻译来实现。(5)真核生物的基因的获取常用人工合成的方法，包括逆转录法和化学合成法。(6)目的基因的检测最关键是看受体细胞是否含有目的基因，常用DNA分子杂交法，以已知目的基因片段作为探针，利用碱基互补配对原则进行检测。(7)将目的基因导入植物细胞，可以选用体细胞或受精卵，最后要进行个体水平检测，即看是否能抗虫。
13．马铃薯块茎含有大量的淀粉，富含多种维生素和无机盐，我国已将马铃薯作为主粮产品进行产业化开发。下图是转基因抗盐马铃薯的培育过程，请分析回答下列问题：
(1)为获取抗盐基因，可以从碱蓬细胞研磨液中提取抗盐基因的________来合成cDNA。
(2)上图构建基因表达载体时，最好选用__________________酶切割含目的基因的外源DNA和质粒，不能使用SmaⅠ切割的原因是____________________________________。构建好的重组质粒在抗盐基因前要加上特殊的启动子，启动子是一段有特殊结构的__________片段。(3)将基因表达载体导入农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA上的原因是______________。通过农杆菌的转化作用，使抗盐基因插入到马铃薯细胞中的染色体DNA上，从而使抗盐基因的遗传特性得以____________________。
(4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是__________________
________________________________________________________________________。
答案(1)mRNA
(2)Eco R Ⅰ和Hin d ⅢSmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因DNA
(3)T－DNA是可以转移的DNA(T－DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上) 稳定维持和表达
(4)将转基因马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中，观察是否能正常生长
解析(1)基因工程中，获取目的基因时可以利用mRNA为模板，逆转录形成cDNA。
(2)图中质粒的标记基因为抗生素抗性基因，而SmaⅠ的切割位点就在该基因和目的基因上，因此用质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，而应该用Eco RⅠ和Hin d Ⅲ酶切割含目的基因的外源DNA和质粒。基因表达载体中启动子是一段有特殊结构的DNA片段。
(3)农杆菌中Ti质粒上的T－DNA是可以转移的DNA，可以将目的基因带入马铃薯细胞，并将目的基因插入到马铃薯细胞中的染色体DNA上，从而使抗盐基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
(4)检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功，从个体水平上来讲，可以将转基因马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中，观察是否能正常生长。
[真题体验]
14．(2016·海南，31)基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：
(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即____________和从____________中分离。
(2)利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA
文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)在基因表达载体中，启动子是________聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是____________。
(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有________和________颗粒。
答案(1)人工合成生物材料
(2)cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基
因，而基因组文库中含有该植物的全部基因
(3)RNA 大肠杆菌(或细菌)
(4)金粉钨粉
解析(1)获取目的基因主要有两大途径，即人工合成和从自然界已有的物种中分离。
(2)在植物的成熟叶片中基因选择性表达，因此由所有RNA逆转录形成的cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。
(3)在基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位。采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，由于易于培养，最常选用大肠杆菌(或细菌)。
(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉。
人教版高中生物选修三专题一基因工程测试题 一．选择题（共20小题，每题2分，共20分） 1．基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图．叙述正确的是（） A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子 C．B（b）与D（d）间发生重组，遵循基因自由组合定律 D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异 2．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中． 下列操作与实验目的不符的是（） A．用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒 B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞 C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上 3．一对夫妇所生子女中，性状上的差异较多，这种变异主要来源于（） A．基因重组B．基因突变C．染色体丢失D．环境变化 4．不属于基因操作工具的是（） A．DNA连接酶B．限制酶C．目的基因D．基因运载体 5．下列哪一项不是基因工程工具（） A．限制性核酸内切酶B．DNA连接酶 C．运载体D．目的基因 6．下列关于基因重组和染色体畸变的叙述，正确的是（） A．不同配子的随机组合体现了基因重组 B．染色体倒位和易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响 C．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型
D．孟德尔一对相对性状杂交实验中，F1紫花植株自交后代发生性状分离的现象体现了基因重组 7．通常情况下，下列变异仅发生在减数分裂过程中的是（） A．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组 B．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异 C．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变 D．着丝粒分开后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异 8．下列关于基因突变和基因重组的说法中，正确的是（） A．mRNA分子中碱基对的替换、增添、缺失现象都可称为基因突变 B．基因重组只发生有丝分裂过程中 C．非同源染色体上的非等位基因发生自由组合属于基因重组 D．基因型为DdEE的个体自交，子代中一定会出现基因突变的个体 9．基因工程的正确操作步骤是（） ①目的基因与运载体相结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达④提取目的基因． A．③④②①B．②④①③C．④①②③D．③④①② 10．如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（） A．DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶 B．限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶 C．解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶 D．限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶 11．科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义．下列有关叙述错误的是（） A．选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性 B．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达 C．人的生长激素基因能在小鼠细胞表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用 D．将转基因小鼠体细胞进行核移植（克隆），可以获得多个具有外源基因的后代 12．用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ和二者的混合物分别降解一个1 000bp（1bp即1个碱基对）的DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，凝胶电泳结果如下图所示．该DNA分子的酶切图谱（单位：bp）正确的是（）
知识点一基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 注意：对本概念应从以下几个方面理解： 知识点二基因工程的基本工具 1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。 (2)限制性内切酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。 (3)限制性内切酶的切割方式及结果：①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。 2.DNA连接酶——“分子缝合针” (1)来源：大肠杆菌、T4噬菌体 (2)DNA连接酶的种类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。 (3)作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA 连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。 注意：比较有关的DNA酶 (1)DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 (2)DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。(3)DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 (4)DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
第一讲基因工程和细胞工程 1．(2014·广东卷，25)(双选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是( ) A．过程①需使用逆转录酶 B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C．过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞 解析：过程①是以mRNA为模板合成DNA的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶的催化，A正确；过程②表示利用PCR扩增目的基因，在PCR过程中，不需要解旋酶，是通过控制温度来达到解旋的目的，B错误；利用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞。C错误；检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中，可以采用DNA分子杂交技术，D正确。 答案：AD 2．(2014·浙江卷，3)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 B．某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞 C．由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆 D．未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状 解析：连续细胞系的细胞其核型已发生改变；一个祖细胞培养形成的细胞群才为一个克隆；未经克隆化培养的细胞系细胞可能是不同细胞分裂形成的，其性状可能不同。 答案：B
3．(2014·重庆卷，4)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是( ) A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 解析：构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A错误；③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T－DNA整合到④的染色体上，B错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D正确。 答案：D 4．(2014·江苏卷，23改编)下列关于基因工程技术的叙述，正确的是( ) A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 解析：限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，但也有识别序列由4、5或8个核苷酸组成的，A错误；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，B 项错误；载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达，D正确。 答案：D 5．(2014·广东卷，29)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一，应用组
第一章基因工程和蛋白质工程 第一节基因工程的原理 1．简述基因工程的诞生。 2．简述基因工程的原理及技术。(重点) 3．尝试DNA的提取与鉴定。(难点) 1．诞生历程 2. (1)核酸限制性内切酶——“基因手术刀” (2)DNA连接酶——“基因缝纫针” ①作用：将两个DNA片段连接起来，修复被限制性内切酶切开的切口，拼接成新的DNA 分子。 ②种类：T4DNA连接酶(把限制性内切酶切开的黏性末端的缝隙“缝合”起来)。 (3)载体——“分子运输车” ①载体的特点 ⅰ.外源DNA的插入不影响载体在宿主细胞内的自我复制。 ⅱ.有适宜的限制性内切酶酶切位点，最好是对多种限制性内切酶有单一切点。 ⅲ.具有某些标记基因。 ⅳ.载体应对受体细胞无害。
②载体的种类： ⅰ.质粒：它是细菌中独立于细菌DNA之外的小型环状DNA分子。 ⅱ.噬菌体或其他一些病毒。 [合作探讨] 探讨1：下图表示限制性内切酶切割某DNA分子的过程，从下图中可知，该限制性内切酶能识别的碱基序列及其切割位点是什么？ 提示：GAATTC，切点在G和A之间。 探讨2：结合DNA复制的过程分析，限制性内切酶和DNA解旋酶的作用部位有何不同？ 提示：限制性内切酶作用于磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于两个碱基之间的氢键。 探讨3：如图，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生了下述变化，则X酶是什么？ 提示：DNA连接酶。 [思维升华] 1．核酸限制性内切酶 (1)来源和种类 切割DNA的工具是核酸限制性内切酶，又叫限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今已分离出的约有4 000种。 (2)作用 限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (3)识别序列的组成 一般由6个核苷酸组成，少数由4、5或8个核苷酸组成。 (4)作用结果 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。
第1课时基因工程的发展历程和工具 [随堂检测] 知识点一基因工程的发展历程 1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( ) A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能 C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据 D．基因工程必须在同物种间进行 解析：选D。基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物遗传性状。 知识点二基因工程的工具 2．下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。相关叙述错误的是( ) 限制酶1：↓GATC 限制酶2：CCC↓GGG 限制酶3：G↓GATCC A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性 B．限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对 C．限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同 D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2 解析：选D。酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A项正确；据图可知，限制酶2和3识别的序列分别是CCCGGG和GGATCC，均为6个碱基对，故B项正确；限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同，均为GATC，C项正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列，故D项错误。 3．对DNA连接酶的功能描述，正确的是( ) A．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的化学键连接起来 B．在基因工程中只作用于一个切口处的两个黏性末端 C．用于DNA复制时母链与子链间形成氢键 D．与DNA聚合酶作用的部位相同，作用对象不同
高中生物选修三综合试题（原创） 1.下列有关限制性内切酶识别的叙述，不正确的是 ( ) A ．从反应类型来看，限制性内切酶催化的是一种水解反应 B ．限制性内切酶的活性受温度、pH 的影响 C ．一种限制性内切酶只能识别双链DNA 中某种特定的脱氧核苷酸序列 D ．限制性内切酶识别序列越短，则该序列在DNA 中出现的几率就越小 2.下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a 、b 、c 、d 的描述，正确的是 （ ） A ．a 的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构 B ．要获得相同的黏性末端，可以用不同种b 切割a 和d C ．c 连接双链间的A 和T ，使黏性末端处碱基互补配对 D ．若要获得未知序列d ，可到基因文库中寻找 3．科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS 细胞”，人类“iPS 细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS 细胞”说法正确的是 （ ） A ．“iPS 细胞”分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性
B ．“iPS 细胞”有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具细胞周期 C ．“iPS 细胞”可分化形成多种组织细胞，说明“iPS 细胞”在分裂时很容易发生突变 D ．“iPS 细胞”分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因 4.下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断正确的有 （ ） 花粉――→①植株A ――→②植株B A ．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期 B ．通过过程①得到的植株A 基因型为aaBB 的可能性为1/4 C ．过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素 D ．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限 5.下列关于生物工程及其安全性评价的叙述中，正确的是 A ．从输卵管冲取的卵子都需经过人工培养成熟后才能与获能的精子在体外受精 B ．“三北防护林”松毛虫肆虐主要是由于违背了物种多样性的原理 C ．中国政府对于克隆技术的态度是不反对治疗性克隆，可以有限制的进行生殖性克隆研究 D ．由于存在生殖隔离，大田种植转基因抗旱、抗除草剂农作物不存在生物安全性问题 6．下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是 ( ) A ．该工程采用工程和生物措施相结合的方法 B ．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰 C ．对湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以 D ．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能 7．下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是 ( ) A ．城市规划，分区建设工业区、居民区、生态绿地等 B ．大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺 C ．采用浮床工艺等手段治理水污染 D ．用法律手段严禁汽车上路，禁止造纸厂、酒厂生产，以断绝污染源头 二非选择题 8．农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题： (1)要获得该抗病基因，可采用__________、__________等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的运载体是__________。 (2)要使运载体与该抗病基因连接，首先应使用__________进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是( ) (3)切割完成后，采用__________将运载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA 分子称为__________。 (4)再将连接得到的DNA 分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去__________棉花细胞，利用植物细胞具有的__________性进行组织培养，从培养出的植株中__________出抗病的棉花。 (5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是( ) A ．淀粉 B ．脂类 C ．蛋白质 D ．核酸 (6)转基因棉花获得的__________是由该表达产物来体现的。
高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：
基因工程的发展现状及前景 摘要： 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一近年来随着生物工程技术的发展，许多基因工程抗体陆续问世。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 关键字： 基因工程；基因工程抗体；前景；现状；发展 一、基因工程介绍 1、基本定义 生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。美国从1991年起，准备用15年时间完成人体基因组测序计划。[5] 基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大要素，其中相对于受体而言，来自供体的基因属于外源基因。除了少数RNA病毒外，几乎所有生物的基因都存在于DNA 结构中，而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子，因此基因工程亦称为重组DNA技术（DNA recombination）。另外，DNA重组分子大都需在受体细胞中
《选修3专题1基因工程》练习题 一、选择题 1.下列关于DNA连接酶的作用叙述正确的是（） A．将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键 B．将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键 C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键 D．只有将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA片段末端之间进行连接 2.下列不属于基因工程常用载体的是（） A．核DNA B．动物病毒 C．λ噬菌体的衍生物D．植物病毒 3.下列说法正确的是（） A．基因表达载体的构建方法是一致的 B．标记基因也叫做抗生素基因 C．显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法 D．大肠杆菌是常用的微生物受体 4.要检测目的基因是否成功的插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指 A．用于检测疾病的医疗器械 B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子β-球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶的DNA片段 C．合成 5.目前科学家把兔子血红蛋白基因导入到大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列哪一项不是这一先进技术的理论依据（） A．所有生物共用一套遗传密码子 B．基因能控制蛋白质的合成 C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则 D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 6. 若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl Ⅱ(A↓ GATCT)、EcoR Ⅰ(G↓ AATTC)和Sau3A Ⅰ(↓ GATC)。下
列分析合理的是( ) A.用EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体 B．用Bgl Ⅱ和EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体 C．用Bgl Ⅱ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体 D．用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体 7. 天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( ) A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 8．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是( ) A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因 B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因C．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA D．酵母菌细胞中提取到人的干扰素 9. 基因治疗是指（）A．把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的 C．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞产生基因突变回复正常 D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的 10.下图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列相关分析中错误的是( )
基因工程和细胞工程 一、单选题 1．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需要用到的工具是 A. DNA连接酶和解旋酶 B. DNA聚合酶和限制酶 C. 限制酶和DNA连接酶 D. DNA聚合酶和RNA聚合酶 【答案】C 【解析】图示表示基因表达载体的构建过程，该过程首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒，故选C。 2．下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是（） A．叶肉细胞已经高度分化,无法表现出全能性 B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 C．融合植物叶肉细胞时,应先去掉细胞膜 D．叶肉细胞离体培养时,可以表现出全能性 【答案】D 【解析】 试题分析：叶肉细胞已经高度分化，但在体外培养的条件下也能表现出全能性，A错误；叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织，B错误；融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞壁，C错误；叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性，形成完整植株，D正确 考点：本题考查植物组织培养的相关知识，要求考生识记植物组织培养的原理、过程、条件等基础知识，掌握植物细胞具有全能性的原因，能结合所学的知识准确判断各选项。 3．如图为白菜一甘蓝杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A．图示白菜一甘蓝植株不能结籽 B．愈伤组织的代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂
D．白菜一甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果 【答案】D 【解析】白菜和甘蓝都是二倍体，它们的体细胞杂交后培育的“白菜-甘蓝”杂种植株中2个染色体组来自白菜，2个染色体组来自甘蓝，因为“白菜-甘蓝”属于异源四倍体，是可育的，能产籽，故A错误；愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞，不能进行光合作用产生有机物，因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，故B错误；上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜-甘蓝”幼苗，并未发育到性成熟个体，因此整个过程中有有丝分裂和细胞分化，没有减数分裂过程，故C错误；任何性状都是基因选择性表达的结果，故D正确． 【考点定位】植物体细胞杂交的应用 【名师点睛】据图分析，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，去壁所用的是纤维素酶和果胶酶；原生质体融合所用的方法有物理法和化学法．物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇；再生细胞壁形成杂种细胞；脱分化形成愈伤组织，再分化形成“白菜一甘蓝”幼苗． 4．下列有关细胞工程的叙述中正确的一项是（） A．克隆不是无性繁殖 B．用体细胞克隆动物是通过核移植实现的 C．灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导动物细胞融合 D．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分一样 【答案】B 【解析】 试题分析：克隆属于无性繁殖，故A错误。用体细胞克隆动物必须通过核移植才能实现，故B正确。灭活病毒诱导动物细胞融合不是溶解磷脂双分子层而是通过改变膜脂分子排列实现的，故C错误。动物细胞培养液通常需要加入血清，植物组织培养通常需要加入植物激素，故D错误。 考点：本题考查细胞工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。5．以下哪种物质不可以用于植物细胞的诱导融合剂（） A．PEG B．灭活的病毒 C．离心 D．振动电激 【答案】B 【解析】 试题分析：灭活的病毒是动物细胞工程的诱导剂，不能用于植物细胞工程，故选B。 考点：本题考查植物细胞工程等相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。6．下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是（） A．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变 B．植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性 C．植物组织培养过程中始终要保持适宜的光照 D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得 【答案】D 【解析】 试题分析：在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般不发生改变，A错误；植物细胞的全能性指离体的组织器官的经过培养，发育成完整个体的潜能，B错误；植物组织培养过程中开始是要避光，C错误；植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得，D正确；答案是D。 考点：本题考查植物细胞工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 7．植物组织培养的过程可以归纳为：①? ?再分化③→④；对此叙述有错误的 ?→ ?→ ?脱分化②? 是( ) A．②→③的再分化过程中，培养基中需要添加细胞分裂素与生长素
高中生物选修3第一章基因工程习题 一．单选题：每小题只有一个选项最符合题意。 1．下列有关基因工程的叙述，正确的是：（） A．DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来 B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变 C．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外 D．常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等 2．下列关于基因工程的叙述，正确的是：（） A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B．细菌质粒是基因工程常用的运载体 C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 3．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶，打断的化学键是：（） A．G与A之间的键 B．G与C之间的键 C．A与T之间的键 D．磷酸与脱氧核糖之间的键 4．下面图中a、b、c、d代表的结构正确的是：（） A．a—质粒RNA B．b—限制性外切酶 C．c—RNA聚合酶D．d—外源基因 5．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是：（）A．是否有抗生素抗性 B．是否能检测到标记基因 C．是否有相应的性状 D．是否能分离到目的基因 6．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是 ①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④ B．①③④Ｃ．②③④Ｄ．①②④ 7．随着转基因技术的发展,基因污染也逐渐产生。下列有关基因污染的说法不正确的是：（）A．转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性 C．基因污染是一种不能增殖的污染 D．基因污染较难清除 8．美国农业部指导农民在种植转基因农作物时，要求农民在转基因农作物的行间种植一些普通的非转基因农作物，供害虫取食，这种做法的主要目的是：（） A．保护物种多样性 B．保护害虫的天敌
高中生物选修三专题一试 题 篇一：高中生物选修三专题一基因工程知识点 专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
5 高二生物《基因工程和细胞工程》测试题姓名班级 （时间：90分钟分数：100分） 一．选择题（本大题包括25题，每题2分，共50分。每题只有一个选项符合题意。） 1．以下说法正确的是（） A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B．质粒是基因工程中惟一的运载体 C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 2．植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不．相符的是（） A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性 B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性 C．植物体细胞杂交和动物细胞融合——生物膜的流动性 D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂 3．有关基因工程的叙述正确的是（） A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成在细胞内完成 C.质粒都可作运载体 D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 4．能克服远缘杂交障碍培育农作物新品种的技术是（） A.基因工程 B.组织培养 C.诱变育种 D.杂交育种 5．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．培养人的效应T细胞能产生单克隆抗体 B．培养人的B细胞能够无限地增殖 C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞 6．PCR技术扩增DNA,需要的条件是( ) ①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖体 A、①②③④ B、②③④⑤ C、①③④⑤ D、①②③⑥ 7．以下对DNA的描述，错误的是（） A.人的正常T淋巴细胞中含有人体全部遗传信息 B.同种生物个体间DNA完全相同 C.DNA的基本功能是遗传信息的复制与表达 D.一个DNA分子可以控制多个性状 8. 蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（） A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构 C.肽链结构 D.基因结构 9．细胞工程的发展所依赖的理论基础是（） A.DNA双螺旋结构模型的建立 B.遗传密码的确立及其通用性的发现 C.生物体细胞全能性的证明 D.遗传信息传递的“中心法则”的发现 10．下列不是基因工程中的目的基因的检测手段的是：（） A.分子杂交技术 B.抗原—抗体杂交 C.抗虫或抗病的接种 D.基因枪法 11．在以下4种细胞工程技术中，培育出的新个体中，体内遗传物质均来自一个亲本的是（） A.植物组织培养 B. 单克隆抗体 C. 植物体细胞杂交 D.细胞核移植 12．动物细胞融合与植物细胞融合相比特有的是（） A.基本原理相同 B.诱导融合的方法类 C.原生质体融合 D.可用灭活的病毒作诱导剂 13．下列哪一项属于克隆（） A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内 C．将鼠骨髓细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
基因工程与微生物 基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。 一、基因工程的概况 基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基（Waclaw Szybalski）称基因重组技术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯（Daniel Nathans）、亚伯（Werner Arber）与史密斯（Hamilton Smith）时，斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程 二、基因工程的基本步骤 （1）提取目的基因 获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒抗细菌）基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。 目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA 为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，
第一章基因工程概述 1.什么是基因工程，基因工程的基本流程？ 基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多 种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内， 使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大 要素。 1.分离目的基因 2.限制酶切目的基因与载体 3.目的基因和载体DNA在体外连接 4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养 5.选择、筛选含目的基因的克隆 6.培养、观察目的基因的表达 第二章基因工程的载体和工具酶 1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件？ ?具有对受体细胞的可转移性或亲和性。 ?具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。 ?具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点。 ?具有合适的筛选标记。 ?分子量小，拷贝数多。 ?具有安全性。 2. 质粒载体有什么特征，有哪些主要类型？ 1、自主复制性 2、可扩增性 3、可转移性 4、不相容性 主要类型有 1.克隆质粒 2.测序质粒 3.整合质粒 4.穿梭质粒 5.探针质粒 6.表达质粒3. 质粒的构建 （1）删除不必要的 DNA 区域，尽量缩小质粒的分子量，以提高外源 DNA 片段的装载量。一般来说，大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞，而且极不稳定。 （2）灭活某些质粒的编码基因，如促进质粒在细菌种间转移的 mob 基因，杜绝重组质粒扩散污染环境，保证 DNA 重组实验的安全，同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因， 提高质粒的拷贝数 （3）加入易于识别的选择标记基因，最好是双重或多重标记，便于检测含有重组质粒的受 体细胞。 （4）在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的 DNA序列，即多克隆接头（Polylinker），便于多种外源基因的重组，同时删除重复的酶切位点，使其单一 化，以便环状质粒分子经酶处理后，只在一处断裂，保证外源基因的准确插入。 （5）根据外源基因克隆的不同要求，分别加装特殊的基因表达调控元件。 4. 什么是人工染色体载体？ 将细菌接合因子、酵母或人类染色体上的复制区、分配区、稳定区与质粒组装在一起， 即可构成染色体载体 5. 什么是穿梭载体？ 人工构建的、具有两种不同复制起点和选择标记、可以在两种不同的寄主细胞中存活和复制的载体。 6.入-噬菌体载体及构建 -DNA为线状双链DNA分子，长度为48.5kb，在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端。 ?1缩短长度提高外源 DNA 片段的有效装载量删除重复的酶切位点 ?引入单一的多酶切位点接头序列，增加外源DNA片段克隆的可操作性 ?灭活某些与裂解周期有关基因。 ?使λ-DNA载体只能在特殊的实验条件下感染裂解宿主细菌，以避免可能出现的污染