教你辨析标记基因和报告基因

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分子育种题库一、名词解释：分子育种：根据育种目标，通过在DNA分子水平上的操作，对植物基因组进行改良（如：引入外源基因和改良内源基因),创造符合人类需求的新性状(如：抗虫、抗病、抗除草剂等)，具有新性状的植物,或通过适当的选择和繁殖直接形成一个新品种,或用它作为种质通过杂交育种途径育成一个新品种.植物育种:根据育种目标，用育种技术，诱导、创造和重组遗传变异，选育出符合育种目标（高产、优质、抗逆）的在遗传上稳定一致的优良新品种(基因型），并繁殖出足够量的种子或种苗供生产应用。

分子标记辅助育种：利用分子生物学技术，对一个目标性状（如抗病、抗虫）进行分子标记（如RFLP、SSR、RAPD)，当分子标记与性状有连锁时,根据分子标记表型从DNA水平上直接选择目标性状。

这种高效和精确地选取目标性状的技术称为分子标记辅助育种。

转基因育种：根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经 DNA重组与遗传转化或直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体,并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源.基因组：单倍体生物中所含的遗传物质（DNA 或RNA）总和。

基因组学:启动子:DNA分子上被RNA聚合酶、转录调节因子等,识别并结合,形成转录起始复合物的区域。

终止子：内含子：DNA与成熟RNA 间的非对应区域。

外显子:DNA与成熟RNA 间的对应区域。

DNA的变性和复性：转化体：转化受体:是指将接受外源目的基因的植物细胞、组织、器官乃至植株。

附件1转基因植物安全评价指南（试行）农业部农业转基因生物安全管理办公室2007年9月目录前言................................................................................. 错误！未定义书签。

一、总体要求................................................................ 错误！未定义书签。

（一）分子特征...................................................... 错误！未定义书签。

1. 表达载体相关资料 ....................................... 错误！未定义书签。

2. 目的基因在植物基因组中的整合情况........... 错误！未定义书签。

3. 外源插入片段的表达情况............................. 错误！未定义书签。

（二）遗传稳定性 .................................................. 错误！未定义书签。

1. 目的基因整合的稳定性 ................................ 错误！未定义书签。

2. 目的基因表达的稳定性 ................................ 错误！未定义书签。

3. 目标性状表现的稳定性 ................................ 错误！未定义书签。

（三）环境安全...................................................... 错误！未定义书签。

1. 生存竞争能力 .............................................. 错误！未定义书签。

α-互补：人工突变使大肠杆菌的β-半乳糖苷酶基因（lacZ）缺失N-端的第11-41位氨基酸，而载体则携带有lacZ基因的N-端140个氨基酸和编码区段（lacZ’），二者单独存在时均无功能，但共存于一个大肠杆菌细胞时则发生功能互补，形成具有完整活性的lacZ酶。

报告基因：是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。

标记基因：是一种已知功能或已知序列的基因，能够起着特异性标记的作用。

选择标记基因用于鉴别目的DNA的存在，将成功转化了载体的宿主挑选出来；筛选标记基因：将携带了外源DNA片段的重组子挑选出来。

cDNA文库：将生物某一组织细胞中的总的mRNA分离出来作为模板，在体外用反转录酶合成互补的双链cDNA，然后连接到合适的载体上，并转入宿主细胞。

这种方法所形成的所有克隆的集合体叫cDNA文库。

侧翼序列：一条核酸单链上位于某一特定位置的5’或3’方向的序列。

Ct值：荧光信号达到阈值所对应的PCR循环数，它具有极好的重复性。

插入失活：当一段足够长的外源DNA片段插入到一个功能基因的编码区后，导致ORF移码或提前终止，严重破坏原基因的编码能力而使该基因失活。

插入型λ载体：通过特定的酶切位点允许外源DNA片段插入的载体。

穿梭载体：能够在两类不同宿主中复制、增殖和选择的载体。

主要是质粒载体，至少有2套复制单元和2套选择标记，相当于两个载体的联合。

DNA聚合酶：是指以脱氧核苷三磷酸作为底物催化合成DNA的一类酶，它的主要活性是在具备模板、引物、dNTPs等情况下催化DNA的合成及其相辅的活性。

DNA连接酶：DNA连接酶能催化双链DNA切口处的5′-磷酸根和3′-羟基生成磷酸二酯键。

这种反应需要供给能量，大肠杆菌和其他细菌的DNA 连接酶以NAD作为能量来源，动物细胞和噬菌体的连接酶则以ATP作为能量来源。

多重PCR：在一个反应体系中使用一对以上引物的PCR称为多重PCR。

专业重点整理09级亲测可用课程: 基因工程导论团队: 南农爱整理团队学院: 农学院专业: 农学班级: 农学9*指导教师: 曹爱忠职称: 教授2012 年7 月7 日南京农业大学教务处制基因工程导论生物技术可以分为传统生物技术、工业生物发酵技术和现代生物技术。

现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。

1、基因工程含义概念：是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，利用分子生物学的手段，在体外操纵、改造、重建细胞的基因组，从而使生物体的遗传性状发生定向变异，获得人们所需的性状，并能稳定地遗传给后代。

特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性。

2、DNA重组利用供体生物的遗传物质，或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物。

3、基因工程的理论依据1）同基因具有相同的物质基础2）基因是可以切割的3）基因是可以转移的4）多肽与基因之间存在对应关系5）遗传密码是通用的6）基因通过复制可以把信息传递给下一代4、基因工程的实施步骤：1）取得符合人们要求的DNA片段2）目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA3）把重组DNA引入某种细胞4）把目的基因能表达的受体细胞挑选出来5）形成新的目标产品基因的概念基因：DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷段序列，是遗传物质的最小功能单位。

外显子：能够编码蛋白质的序列叫做外显子。

内显子：不能够编码蛋白质的序列叫做内含子，内含子能转录为信使RNA 。

原核生物的基因组结构特点特点：1）染色体数量少；2）DNA大多为双螺旋结构，少数以单链形式存在；3）结构简单，基因组小，DNA一般只有单一复制起点，基因的编码通常是连续的，中间无非编码成分；4）转录单元，基因组中功能相关的基因常集中在基因组的一个或几个特定部位，形成一个功能单位或转录单元，其活性受到同步调控，它们可被转录为多个mRNA分子，叫多顺反子；5）存在重叠基因。

变性：在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基之间的氢键断裂，使DNA分子双螺旋结构松散，变成单链。

复性：高温变性的DNA逐渐冷却后，分开的两条单链重新结合成双链DNA退火：热变性的DNA经缓慢的冷却后，复性的过程PCR聚合酶链反应，是模仿体内细胞DNA复制的过程的体外DNA快速扩增方法。

以DNA互补链聚合反应为基础，通过DNA变性，引物与模板一侧的互补序列复性杂交，耐热DNA聚合酶催化引物延伸等过程的多次循环，获得待扩增的特异性DNA片段。

模板：一条单链DNA片段，其3'上具有与引物杂交的序列引物：与待扩增的靶DNA区段两端序列互补的人工合成的寡核苷酸片段，其3'端必须具有游离的-0H基团。

限制核酸内切酶：能专一性的识别双链DNA上的特殊核苷酸序列，并使每一条链的一个磷酸二酯键断开。

DNA连接酶：催化DNA链的相邻3'羟基和5'-磷酸基团发生缩合反应，形成磷酸二酯键，分为ATP依赖型和NAD依赖型。

Klenow片段：是大肠杆菌DNA聚合酶I的羧基端片段,长度为全酶的70 %。

具有5' 3'聚合酶活性及3 ' t 5 '外切酶活性。

限制性图谱：DNA分子上的限制性内切核酸酶的识别序列的分布图同裂酶：即从不同的原核生物中分离出来，具有相同识别序列的限制性核酸内切酶。

切割的位点可以相同，也可以不相同。

同尾酶：来源不同，识别序列也不同，但切割DNA分子所得到的DNA片段具有相同的黏性末端，这样一组限制性核酸内切酶称为同尾酶。

黏性末端：大多数断裂的结果形成的DNA片段,具有互补碱基的单链延伸末端.这种末端叫黏性末端。

酶活性单位：某种限制性核酸内切酶在最适反应条件下,60min内完全切割lug入DNA所需要的酶活性定为1酶活性单位（unit 或U）容积活性：1ul 酶液中具有的酶活性单位，即U/ul缺口：在双链DNA的某一条链上两个相邻核苷酸之间失去一个磷酸二酯键所出现的单链断裂。

报告基因名词解释常见的报告基因常见的报告基因报告基因必须具备的特点：①由原核基因编码的基因产物必须与同转染前真核细胞内任何相似的产物相区别；②细胞内其他基因产物不会于扰报告基因产物的检测；③报告基因编码产物的检测应该快速、简便、灵敏度高，而且重现性好。

到目前为止，报告基因通常是在报告基因载体质粒中与被检测基因序列相连，先让质粒在大肠杆菌中进行增殖，再提取质粒，转染人感兴趣的真核细胞中。

与此同时还要将有真核启动子和增强子的另一种报告基因质粒共转染同一细胞，作为转染率的内对照。

(1)氯霉素乙酰基转移酶(CAT)：该报告基因来源于大肠杆菌转位子9，是第1个用于检测细胞内转录活性的报告基因。

氯霉素乙酰基转移酶可催化乙酰CoA的乙酰基转移到氯霉素3羟基，而使氯霉素解毒。

CAT在哺乳细胞无内源性表达，性质稳定，半衰期较短，适于瞬时表达研究。

可用同位素、荧光素和酶联免疫吸附测定(enzyme—linkedimmunosorbantassay，ELISA)检测其活性，也可进行蛋白质印迹(Westernblotting)和免疫组织化学分析。

CAT与其他报告基因相比，线性范围较窄，灵敏性较低。

(2)β半乳糖苷酶：β半乳糖苷酶由大肠杆菌lacZ基因编码，可催化半乳糖苷水解。

最大优势是易于用免疫组织化学法观测其原位表达，是最常用的监测转染率的报道基因之一。

以邻—硝基苯—β—D—半乳吡喃糖苷(ONPG)为底物可用标准的比色法检测酶活性，其检测动力学范围为6个数量级。

氯酚红—β—D—半乳吡喃糖苷(CPRG)是另一个可用比色法检测酶活性的底物，其灵敏度比ONPG高近10倍。

以MUG和荧光素二半乳糖苷(FDG)为底物则可用荧光法检测其活性。

此法可检测单个细胞的酶活性，并可用于流式细胞学(FACS)分析。

如以二氧杂环丁烷为底物，可用化学发光法检测酶活性，其检测动力学范围最大，灵敏度最高，与用生物发光法检测荧光素酶活性的灵敏度相似。

转基因食品的平安性生物技术如同其他新出现科学一样，是一把双刃剑，有其对人类有利的一面。

利用生物技术改造农作物，使其自身可以对病虫害产生抵抗力；利用生物技术生产生物农药，提高药效的同时，减少降解时间和对人畜的毒性；利用生物技术改造家畜和家禽，使其对病害的抵抗力增加，减少抗生素的使用等等。

因此，生物技术可以改善食品生产的环境、提高食品的营养、消除食品的污染源，在改善和保障食品平安方面有着巨大的应用前景。

同时，也有其对人类不利的一面：如果对生物技术不加以管理，就会对人类产生灾难性的后果。

好在生物技术的潜在危害在其开展的初期就被科学家们认识到，在开展转基因食品的同时，相应的管理和平安性评价也在世界各国展开。

一,概念1.转基因技术(GeneticallyModifiedTechnique)使用基因工程或分子生物学技术,将遗传物质导入活细胞或生物体中,产生基因重组现象,使之表达并遗传的技术.2•转基因生物(GeneticallyModifiedOrganisms)指遗传物质是通过转基因技术改变的生物,而不是以自然增殖或自然重组的方式产生.它包括转基因植物,动物,微生物三大类.3•转基因食品(GeneticallyModifiedFoods)用转基因生物制造或生产的食品原料,食品添加物和食品.现阶段商品化的仅为转基因植物性食品,与普通食品的差异在于含有来源于其他生物体的外源基因.二,转基因食品的作用1.增加产量2.改善食品品质3.控制成熟期4.生产功能食品5.抗病,抗虫,抗除草剂6.是现代科技开展的必然产物.三•转基因技术的开展70年代发现了能在特异位点切开DNA的限制性内切酶和连接DNA的连接酶，为转基因技术奠定了根底.1983年产生了世界上第一例转基因植物.1989年美国政府批准在奶牛中使用重组牛生长激素(rBST)，以增加产奶量,并证实与普通奶一样平安.1990年美国Pfizer公司的遗传工程凝乳酶获准用于奶酪生产.1993年美FDA批准Calgene公司研制的FlavrSavr延熟番茄进入商品化.此后转基因食品迅猛增加.1996年转基因作物播种面积200万公顷，1999增加到4000万公顷，占全球播种面积的2%-3%2000.7.11，巴西科学院，中国科学院，印度科学院，美国科学院等全球七大科学院发表白皮书，公开支持转基因技术研究，指出此技术在消除饥饿和贫穷方面具有不可替代作用.在保障人类健康和生态环境的同时，应促进而不是限制其开展.1、外源基因的平安性转基因植物性食品中的外源基因主要包括两大类，即目标基因和标志基因。

生物技术:也称生物工程, 是指以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理, 按照预先的设计改造生物体或加工生物原料, 为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的一系列技术。

重组DNA技术：采用分子生物学操作方法，在体外将外源DNA与载体DNA构建成具有自我复制能力的DNA分子，通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有该外源DNA的转化细胞，在进行增殖。

细胞工程:指应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞水平进行的遗传操作。

愈伤组织:植物外植体脱分化、经过细胞分裂形成的一团无序生长的薄壁细胞。

体细胞胚:又叫胚状体，是指离体培养条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。

人工种子:是将植物离体培养产生的体细胚包埋在含有营养成分和保护功能的物质中，在适宜的条件下发芽出苗。

茎尖培养:取植物茎尖组织放入培养液中进行的无菌培养。

植物组织培养:在含有营养物质及植物生长物质的培养液中，培养离体植物组织（器官或细胞）并诱导使其长成完整植株的技术。

细胞全能性:广义的细胞全能性指一个细胞发育成一个完整有机个体的潜能和特性。

植物细胞的全能性指具有完整细胞核的细胞，在适宜的条件下能够分化发育成完整植株的潜在能力。

无病毒苗：未被病毒感染，或经人工处理去除病毒的植物苗株。

外植体:从植株上切离、用于培养的部分或器官称为外植体。

植物胚胎培养：在无菌条件下对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完整植株的技术。

单细胞培养:指从植物器官、愈伤组织或悬浮培养物中游离出单个细胞，在无菌条件下，进行外培养，使其生长、发育的过程。

细胞悬浮培养:指将植物的细胞和小的细胞聚集体悬浮在液体培养基中进行培养，使之在体外生长、发育，并在培养过程中保持很好的分散性。

体细胞无性系变异：指植物体细胞在组织培养过程发生变异，进而导致再生植株发生遗传改变的现象。

细胞突变体:指将植物细胞培养在附加一定化学物质的培养基上，用生物化学的方法诱导细胞遗传物质的改变，从细胞水平上大量筛选拟定目标突变体。

基因报告解读
基因报告解读是对个体基因测试结果进行分析和解释的过程。

基因报告一般包含个人基因组序列信息、遗传病风险评估结果、药物基因组学信息等内容。

在解读基因报告时，可以帮助个体了解其携带的基因变异类型、可能的健康风险以及可能的药物反应情况。

基因报告解读可以进行以下方面的分析和解释：
1. 遗传病风险评估：基因测试可以帮助评估个体患某些遗传疾病的风险，例如乳腺癌、帕金森病等。

解读基因报告时，可以告知个体其患某种疾病的相对风险，帮助其采取相应的预防和监测措施。

2. 药物基因组学：个体的基因变异可以影响对药物的反应，因此基因报告也可以提供有关个体对某些药物反应的信息。

解读基因报告时，可以根据个体的基因型推测其对某些药物的代谢能力、药效和不良反应的潜在风险，从而为医生提供更具指导性的用药建议。

3. 健康管理建议：基因报告的结果还可以为个体提供相关的健康管理建议。

例如，如果个体携带乳腺癌相关基因突变，解读基因报告时可以建议其进行更频繁的乳腺癌筛查。

如果个体携带对某种药物代谢能力有影响的基因变异，解读基因报告时可以建议其在用药过程中注意剂量调整和监测。

需要注意的是，基因报告解读只是提供基于个体基因信息的可
能风险和建议，具体的疾病预防、治疗和用药决策仍需要结合个体的健康历史、病情和其他临床指标进行综合判断。

一.名词解释（100个）1.基因工程：指将一种或多种生物体（供体）的基因或基因组提取出来，或人工合成基因，按照人们的的愿望，进行严密的设计，经体外加工重组，转移到另一种生物体（受体）的细胞内，使之能在受体细胞遗传并获得新的遗传性状的技术。

2.遗传工程：凡是人工改造生物遗传性的技术如物理化学诱变、细胞融合、花粉培育、常规育种、有性杂交等，还包括基因工程在内，统称遗传工程。

3.重组DNA技术：它是基因工程的核心内容，指用人工手段对DNA进行改造和重新组合的技术。

4.生物工程：改造生物并生产生物产品的工程技术，是现代生物学中一切工程技术的总称，它包括遗传工程、基因工程外，酶学工程，细胞工程、发酵工程、农业工程等。

5.克隆：是指从一个祖先通过无性繁殖方式产生的后代，或具有相同遗传性状的DNA分子、细胞或个体所组成的特殊的生命群体。

或是指从同一祖先生产这类同一的DNA分子群或细胞群的过程。

6.基因：是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。

7.基因组：指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。

8.限制性核酸内切酶：是一类能识别双链DNA 分子中特异性核苷酸序列并由此特异切割DNA双链结构的水解酶。

9．限制作用：是指一定类型的细菌可以通过限制性酶的作用，破坏入侵的外源DNA(如噬菌体DNA等)，使得外源DNA对生物细胞的入侵受到限制.10. 修饰作用：生物细胞(如宿主)自身的DNA分子合成后，通过修饰酶的作用：在碱基中特定的位置上发生了甲基化而得到了修饰，可免遭自身限制性酶的破坏，这就是限制修饰系统中的含义。

11.粘性末端：是指DNA分子在限制酶的作用之下形成的具有互补碱基的单链延伸末端结构，它们能够通过互补碱基间的配对而重新环化起来。

12．同裂酶(isoschizomers)：有一些来源不同的限制酶识别的是同样的核苷酸靶序列，这类酶特称为。

动物用转基因微生物安全评价指南二〇一〇年十月二十七日动物用转基因微生物安全评价指南一、定义和分类动物用转基因微生物，是指利用基因工程技术改变基因组构成，在农业生产或者农产品加工中用于动物的重组微生物及其产品。

动物用转基因微生物主要分为基因工程亚单位疫苗、基因工程重组活载体疫苗、基因缺失疫苗、核酸疫苗、基因工程激素类疫苗及治疗制剂、饲料用转基因微生物、基因工程抗原与诊断试剂盒等。

（一）基因工程亚单位疫苗是指利用细菌、病毒、哺乳动物细胞、酵母、植物等体系表达的病原微生物保护性抗原蛋白制备的疫苗。

该疫苗可以是纯化的抗原蛋白，也可以是未纯化的灭活混合物，其特点是含有目的抗原蛋白，无复制特性。

（二）基因工程重组活载体疫苗是指利用基因重组技术将病原微生物的保护性抗原蛋白基因插入到低毒或无毒的细菌、病毒、支原体等载体微生物基因组中获得的活载体疫苗。

该疫苗的特点是在体内可复制，且低毒或无毒。

（三）基因缺失疫苗是指利用同源重组技术将病原微生物的致病或（和）毒力相关的、且复制非必需的基因或基因片段全部或部分删除后获得的低毒或无毒微生物制备的疫苗。

该疫苗的特点是带有基因缺失的遗传标记，可以据此区分疫苗毒株和野生毒株。

（四）核酸疫苗是指将病原微生物的主要保护性抗原基因插入到真核表达质粒（含真核启动子）中形成DNA重组体，纯化获得的重组质粒即为核酸疫苗。

核酸疫苗的特点是质粒DNA，而非蛋白，质粒DNA进入细胞后表达抗原蛋白，可以诱导机体免疫反应。

（五）基因工程激素类疫苗及治疗制剂是指利用基因工程技术体外表达的激素（如生长激素、生长抑素等）、细胞因子（如干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等）和其它具有重要生物活性的因子。

这些制剂的特点是和正常动物体内相应因子的生物学功能相似或相同，在机体内可发挥调节、干扰、或增强相应的生理功能。

（六）饲料用转基因微生物是指利用细菌、病毒、哺乳动物细胞、酵母、植物等体系表达的功能性蛋白或肽类（如植酸酶、抗菌肽等）作为饲料添加剂。

高中生物基因工程教学中目的基因和标记基因的区别作者：翟培源来源：《新课程教学》2015年第09期【摘要】目的基因和标记基因是高考考试大纲明确要求的考试内容，在基因工程专题和高考中处于重要的地位.在构建的基因表达载体中，二者的作用有显著差别，目的基因承载了人类转基因的目标，通过目的基因完成对生物性状的定向改造；标记基因的作用是筛选成功导入目的基因的细胞，是一种筛选工具.本文将从功能的角度，区别目的基因与标记基因的本质属性，为该内容的教学提供参考.【关键词】目的基因标记基因基因工程在人教版高中生物选修3的基因工程专题的学习中，目的基因和标记基因的概念易于混淆，学生在学习时常常感到迷惑，在解题的过程中也容易陷入麻烦.在实际教学中，教师要明确目的基因和标记基因的区别与联系，厘清二者在基因工程中的作用与功能，才能带领学生掌握这两个概念的内涵.本文将对目的基因和标记基因的特点和作用进行总结，以期为这两个概念的教学提供参考，帮助学生在日常学习和考试中更好地理解和运用基因工程的相关概念.一、目的基因的特征与功能目的基因，即在基因工程设计和操作中，被用于基因重组、改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因.目的基因一般是结构基因，也就是能转录和翻译出多肽的基因.例如，在基因工程中，常用大肠杆菌作为工程菌来生产人的胰岛素，那么能表达出胰岛素的胰岛素基因就是目的基因.另外，干扰素基因、生长激素基因、脑啡呔基因、乙型肝炎病毒表面抗原基因等也都可以作为目的基因.选用什么样的目的基因是基因工程设计必须优先考虑的问题，如何分离获取目的基因是基因工程操作的重要技术之一.目的基因主要来源于各种生物.真核生物染色体基因组，特别是人和动植物染色体基因组中蕴藏着大量的基因，是获取目的基因的主要来源.此外，质粒基因组、病毒基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组也有少量的基因，往往也可从中获取目的基因.二、标记基因的特征与功能标记基因原本是基因工程的专属名词，但是现在它已经成为一种基本的实验工具，广泛应用于分子生物学、细胞生物学、发育生物学等方面的研究.标记基因是一种已知功能或已知序列的基因，能够起着特异性标记的作用.从基因工程意义上来说，它是基因表达载体的重要标记，通常用来检验转化成功与否，从基因定位意义上来说，它是对目的基因进行标记的工具，通常用来检测目的基因在细胞中的定位.标记基因可以有多种类别，例如，标记基因可以是特有的抗性基因，成功导入并表达该标记基因的生物就具有相应的抗性，据此判断基因表达载体是否成功导入细胞内.此外，标记基因也可以是用放射性同位素标记的基因，通过检测放射性来判断基因表达载体是否成功导入受体细胞.三、目的基因、标记基因与基因表达载体的关系在基因表达载体中，由于构建载体的目的不同，需要的标记基因也不同.有的标记基因是质粒固有的，有的标记基因是另外加上的.一般情况下，质粒载体在基因组中有1～2个筛选标记，为寄主提供易于检测的表型特征.在高中生物选修3的教科书中，基因工程专题中常用的标记基因均为存在于质粒上的抗性基因，如抗四环素基因，将目的基因接到含该标记基因的质粒上，再将重组质粒导入受体细胞.理论上，受体细胞（如大肠杆菌）就对四环素表现抗性，当人们用选择培养基（比如含有四环素的培养基）来培养受体细胞时，能够在培养基中存活下来的受体细胞就可以认为是成功地导入了重组质粒，这样，成功导入重组质粒的细胞就被选择出来.在此，需要注意的是，标记基因只是筛选成功导入基因表达载体的受体细胞的一种工具，只是间接地证明包含目的基因的基因表达载体导入成功，不能为目的基因是否成功融合到受体细胞提供直接证据.因此，在上述选择性培养基中，能够存活下来的细胞，只能证明细胞体内存在拥有标记基因的质粒，不能直接表明质粒上一定存在目的基因，即这种细胞不一定能表达出人们想要的细胞产物.接下来要进行目的基因的检测与鉴定，对存活的受体细胞从分子水平到个体水平进行逐级检测，从而得到目的基因成功导入并表达的直接证据.四、习题解析[HTH]例：图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列.现有MspI、BamHI、MboI、SmaI 4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG.请回答下列问题：（1）若将图2中质粒和目的基因D 通过同种限制性内切酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制性内切酶是[CD#4].（2）在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加[CD#4]的培养基进行培养.经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是[CD#4].【答案】（1）BamHI （2）抗生素B同种限制性内切酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接解析】图中显示得很清楚，目的基因D为图1中的片段，标记基因为图2中的抗生素A 抗性基因和抗生素B抗性基因.题目要求将目的基因D和图2中的质粒构建成重组质粒，利用标记基因的筛选能力筛选出含有重组质粒的细胞.因此，重组质粒上应该至少保留一个标记基因行使其筛选功能.经过分析得知，目的基因的两段都有BamHI的识别序列，质粒的启动子后的抗生素A抗性基因上也有BamHI识别序列，此时抗生素B抗性基因不会被破坏，可作为标记基因进行筛选.故应选择BamHI作为限制性内切酶提取目的基因和切割质粒，在切割的过程中，因其破坏了抗生素A抗性基因，而保留抗生素B抗性基因，故应在含有抗生素B的培养基上进行筛选.能存活的细胞则证明含有质粒（证明含有标记基因），能存活并使目的基因D 表达的细胞才含有重组质粒（既含有目的基因，又含有标记基因）.含有重组质粒而目的基因D不表达，因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的，目的基因两端的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补，可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况，导致基因D不能正确表达.综上所述，目的基因是基因表达载体的核心，是实现对生物性状的定向改造不可或缺的结构，而标记基因是基因工程中筛选和检测受体细胞的一种工具，根据实验目的的不同，可以被其他检测工具替代，这是目的基因与标记基因在功能上的根本区别.因此，在高中生物基因工程相关内容的教学中，教师一定要从功能的视角，帮助学生掌握目的基因与标记基因的本质区别，从而形成正确的基因工程概念.参考文献[1][ZK（#]周凯松真核生物中分离目的基因的方法及研究进展[J]山东商业职业技术学院学报，2002（03）：7-10[2]单雷，赵双宜，夏光敏植物耐盐相关基因及耐盐机制研究进展[J]分子植物育种，2006，4（1）：15-22[3]贾世荣转基因植物植物分子生物学——成就与进展[M]北京：科学出版社，1995：254-267.。

教你辨析标记基因和报告基因一、标记基因和报告基因的概念标记基因(marker gene)，是一种已知功能或已知序列的基因，能够起着特异性标记的作用。

标记基因是选择标记基因的简称，是指其编码产物能够使转化的细胞、组织具有对抗生素等的抗性，或者使转化细胞、组织具有代谢的优越性。

在培养基中加入抗生素等选择试剂的条件下，非转化的细胞死亡或生长受到抑制，而转化的细胞能够继续存活，从而将转化的细胞、组织从大量的细胞或组织中筛选出来的一类基因。

在基因工程意义上来说，它是重组DNA载体的重要标记，通常用来检验转化成功与否；在基因定位意义上来说，它是对目的基因进行标志的工具，通常用来检测目的基因在细胞中的定位。

报告基因(reporter gene)，是指其编码产物能够被快速地测定，常用来判断外源基因是否已经成功地导入受体细胞、组织或器官，并检测其表达活性的一类特殊用途的基因，主要用于判断目的基因是否成功导入到受体细胞，并在其中表达。

故当报告基因被用来区分转化和非转化细胞、组织、器官时，也可将其称为标记基因。

报告基因不仅能作为标记基因，此外，报告基因还能用于研究基因的表达调控，检测启动子的活性，发现新的启动子，观察报告基因和目的基因的融合蛋白在细胞内的位置等。

二、标记基因和报告基因的区别与联系二者的联系在于：报告基因都可以看做是标记基因。

报告基因也有标记的作用，标记目的基因是否成功转化的作用，但是它们又有着各自的特点。

标记基因通常用来检验重组DNA载体转化成功与否，或者检测目的基因在植物细胞或组织中的定位。

常用的标记基因是一些抗生素抗性基因，如卡那霉素抗性基因、潮霉素标记基因等。

而作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：1）已被克隆和全序列已测定；2）表达产物在受体细胞中不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；3）表达产物唯一，对受体细胞无毒，并且能进行定量测定。

目前常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶基因(cat)、荧光素酶基因(luc)、β-葡萄糖苷酸酶基因(gus)、分泌型碱性磷酸酶基因(seap)、绿色荧光蛋白基因(gfp)等。