2017高考生物冲刺复习知识拓展第十一单元现代生物科技专题

第十一单元 现代生物科技专题 专题29 基因工程 1.确定限制酶的种类 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类: ①应选择切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,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲可选 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点)切割。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保产生相同的黏性末端(或平末端)。 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一些相关结构,如图乙中限制酶 SmaⅠ会破坏标记基因;如果所选酶的切点不只一个,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。 2.基因表达载体中启动子、终止子的来源 (1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的,在构建基因表达载体时,不需要在质粒上目的基 因的前后端接上特定的启动子、终止子,因为目的基因中已含有启动子、终止子。 (2)如果目的基因是通过人工方法合成的,或从cDNA文库中获得的,则目的基因是不含启动子和终止子的。 若只将基因的编码序列导入受体生物中,目的基因没有启动子、终止子,是无法转录的,因此,在构建基因表达载 体时,需要在与质粒结合之前,在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。 3.载体上标记基因的标记原理 标记基因种类多种多样,主要包括抗性基因、颜色反应基因、代谢缺陷型互补基因等。不同类型的标记基因, 其应用原理也有较大的差异。例如: (1)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,原理如下图所示: (2)颜色反应基因 颜色反应基因主要包括蓝白斑筛选相关基因(如LacZ基因)、绿色荧光蛋白基因(如GFP基因)、β-葡萄糖 酸苷酶和荧光素酶基因。蓝白斑标记筛选原理是载体中含有LacZ基因,外源DNA克隆位点位于载体中的LacZ基 因内部。若无外源DNA分子插入,LacZ基因在IPTG诱导下,表达的β-半乳糖苷酶能够将X-gal分解为蓝色产 物,使菌落呈蓝色;若外源DNA分子成功插入运载体中,LacZ基因失活,因不能表达有活性的β-半乳糖苷酶,在 培养基上形成的菌落为白色。因此,可以根据菌落蓝白颜色的不同,筛选出需要的转化子。 4.几种目的基因获取方法的比较 从基因文库中获取 人工合成 方 从基因组文 从部分基 化学合成 反转录法