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以确保产生相同的黏性末端; 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 点不只一个,则切割重组后可能丢失某些片段, 若丢失的片段含复制起点区,则切割重组后的 片段进入受体细胞后不能自主复制 核心要点二
1.种类
(1)常用载体:质粒,它是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
(2)其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 2.具备条件
(1)能自我复制:能够在受体细胞中进行自我复制,或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。
(2)有切割位点:有一个至多个限制酶切割位点,供外源基因插入。 (3)具有标记基因:具有特殊的标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。 (4)无毒害作用:对受体细胞无毒害作用,否则受体细胞将受到损伤甚至死亡。 3.作用
(1)用它作为运输工具,将目的基因送入受体细胞中。 (2)利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 [名师点拨].细胞膜上的载体与基因工程中的载体不同
(1)化学本质不同:细胞膜上的载体化学成分是蛋白质;基因工程中的载体可能是物质,如质粒(DNA)、λ噬菌体的衍生物,也可能是生物,如动植物病毒等。
(2)功能不同:细胞膜上的载体功能是协助细胞膜控制物质进出细胞;基因工
| 基因工程中的载体
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程中的载体是一种“分子运输车”,把目的基因导入受体细胞。
[题组冲关]
3.限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是.—C↓TTAAG—.和.—G↓AATTC—。如图表示的是四种质粒和目的基因,其中箭头所指部位为酶的识别位点,质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是(..)
解析:选A.目的基因两侧有MunⅠ和EcoRⅠ两种限制酶的识别序列,用这两种酶切割都可得到目的基因,且未破坏标记基因的结构;B中质粒无标记基因,不符合作为载体的条件;C、D中的标记基因都会被破坏。
4.(全国卷Ⅰ)某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后,与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题:
(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有________________________(答出两点即可),而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是___________________________;并且__________________________和____________________的细胞也是不能区分的,其原因是______________________________________________________________________
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在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落,还需使用含有__________的固体培养基。
(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自________________。
解析:(1)质粒作为载体,应具备的基本条件有:有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中;在受体细胞中能自我复制,或能整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制;有特殊的标记基因,供重组DNA的鉴定和选择等。(2)在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选,其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目
的基因的大肠杆菌,因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存活,二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因,都能在此培养基上存活,二者也不能区分。若要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来,还需要使用含有四环素的固体培养基。(3)某些噬菌体经改造后作为载体,导入受体细胞后,其DNA复制所需的原料来自受体细胞。
答案:(1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)
(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长.含有质粒载体.含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒).二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长.四环素.(3)受体细胞
[方法规律]
载体上标记基因的标记原理
载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞,原理如图所示:
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[随堂基础巩固].
1.以下有关基因工程的叙述,正确的是(..) A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程育种的优点之一是目的性强 D.基因工程产生的变异属于人工诱变
解析:选C.基因工程是在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行有目的地改造,然后导入受体细胞内,使目的基因在受体细胞内成功表达,产生人类所需要的基因产物。因而基因工程是分子水平上的生物工程,其产生的变异属于基因重组,而不属于人工诱变;基因工程虽是按照人们的意愿改造生物,目的性强,但并不是所有的基因产物对人类都有益。
2.有关DNA重组技术中的工具——“分子缝合针”“分子手术刀”“分子运输车”的组合正确的是(..)
①DNA连接酶.②DNA聚合酶.③限制酶 ④RNA聚合酶.⑤载体 A.②③⑤.......B.①③④ C.①③⑤..............D.④③⑤
解析:选C.基因工程中,“手术刀”是限制酶,“缝合针”是DNA连接酶,“运输车”是指将目的基因导入受体细胞的载体。
3.下列有关限制性核酸内切酶的叙述,正确的是(..)
A.用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,被水解的磷酸二酯键有2个
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