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基因工程載體的種類范文第1篇

關(guān)鍵詞 基因工程；研究進(jìn)展；原理；應(yīng)用

中圖分類號(hào) Q78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2012）10-0045-02

20世紀(jì)70 年代以來(lái)，基因工程技術(shù)在世界范圍內(nèi)蓬勃興起，至今已在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?；蚬こ淌且豁?xiàng)能夠較好地服務(wù)于人類社會(huì)的工程技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)改變生物的遺傳組成，增加生物的遺傳多樣性，由此賦予新型轉(zhuǎn)基因生物的表型特征[1]。目前，以基因重組和克隆技術(shù)為代表的生物技術(shù)正以日新月異的速度迅猛發(fā)展。

1 基因工程原理

基因工程（genetic engineering）以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)、以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段進(jìn)行的研究，又稱為DNA重組或分子克隆。通過(guò)體外重組，基因工程將不同來(lái)源的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，在體細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯。這種技術(shù)是按照人們的意愿將某一生物的遺傳物質(zhì)——DNA大分子提取出來(lái)，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割，然后與載體DNA分子連接起來(lái)，一起導(dǎo)入某一更易生長(zhǎng)、繁殖的受體細(xì)胞中[2-3]。對(duì)于受體細(xì)胞而言，與載體相連的DNA分子就屬于外源物質(zhì)也稱為重組體。重組體導(dǎo)入到受體細(xì)胞之后就可以進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種。一般來(lái)說(shuō)，載體的選擇對(duì)能否成功進(jìn)入受體細(xì)胞并且復(fù)制和表達(dá)起著很重要的作用，載體進(jìn)入受體細(xì)胞應(yīng)該以不影響受體細(xì)胞正常生長(zhǎng)為基本原則。這種技術(shù)克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和，為改造生物提供了有效的手段。

2 基因工程的應(yīng)用

2.1 植物基因工程技術(shù)在中草藥研發(fā)中的應(yīng)用

2.1.1 提高藥用植物的有效成分含量。目前，學(xué)者在鐵皮石斛上應(yīng)用了基因工程技術(shù)，以提高其有效成分的含量。由于人工合成成本很高，若能夠通過(guò)基因工程技術(shù)提高石斛堿的含量，會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。魏小勇等[4]以鐵皮石斛種胚原球莖為研究材料，定向誘導(dǎo)后獲得穩(wěn)定的石斛堿突變體，分析突變體的表達(dá)效果，并以mRNA為模板反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生cDNA，構(gòu)建鐵皮石斛差減cDNA文庫(kù)，獲得差異表達(dá)mRNA反義基因。通過(guò)構(gòu)建相應(yīng)載體轉(zhuǎn)化石斛，來(lái)分析轉(zhuǎn)基因石斛中石斛堿的變化，通過(guò)篩選反義基因來(lái)確定石斛堿功能基因。將類似鐵皮石斛的稀缺植物上應(yīng)用基因工程技術(shù)，可為中草藥的研發(fā)奠定基礎(chǔ)[5]。

2.1.2 提高藥用植物的抗病性和抗逆性。一般對(duì)藥用植物都是采用大規(guī)模的種植，由此才能滿足市場(chǎng)需求。應(yīng)用植物基因工程技術(shù)可解決栽培過(guò)程中的病害問(wèn)題。如種植培養(yǎng)出的抗病毒、抗蟲(chóng)害品種，可增強(qiáng)植物對(duì)病害的抵抗能力，不僅能降低植物病害的發(fā)生，還能減少由于使用農(nóng)藥而帶來(lái)的污染[6]。Pilon-Smit et al[7]將SacB基因?qū)霟煵?，提高了轉(zhuǎn)基因煙草的耐旱抗寒特性。我國(guó)學(xué)者也開(kāi)展了植物基因工程技術(shù)的研究和應(yīng)用，并取得了顯著的成果。賀 紅等[8]以枳殼實(shí)生苗上胚軸為研究材料，為獲得轉(zhuǎn)柑桔衰退病病毒外殼蛋白基因的植株，其采用了遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)。有學(xué)者還利用Ti 轉(zhuǎn)化系統(tǒng)獲得了多種抗病毒的植物，如抗黃瓜花葉病毒（CMV）的番茄和抗甜菜壞死黃脈病毒（BNYV）的甜菜等[9]。

2.2 基因工程在植物性食品脫敏中的應(yīng)用

基因工程可以將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，也可以改變內(nèi)源基因，只要找到需要?jiǎng)h除的基因即可。過(guò)敏反應(yīng)具有反應(yīng)迅速的特點(diǎn)，過(guò)敏原種類也很多。因此，防止發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)也很困難。基因工程可以直接作用于過(guò)敏源頭，即改變內(nèi)源基因使編碼的蛋白質(zhì)失去致敏性。也可以通過(guò)基因工程方法處理食品及其原料可降低其致敏性，從而降低過(guò)敏病人的不良反應(yīng)。反義技術(shù)可消除植物中內(nèi)源基因，使致敏基因沉默，從而降低植物性食品致敏性[10]。

2.3 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在哺乳動(dòng)物遺傳育種領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，人們可以根據(jù)意愿改良動(dòng)物品種，結(jié)合基因技術(shù)原理的應(yīng)用，由此實(shí)現(xiàn)重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在畜牧業(yè)生產(chǎn)上，主要是用于遺傳改良，加速動(dòng)物育種。轉(zhuǎn)基因可以定向培育并保存物種的優(yōu)良性狀，并能加快其積累和保存的步伐。在大量的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中選出符合人們預(yù)想的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，利用優(yōu)良動(dòng)物品種的體細(xì)胞作核供體克隆動(dòng)物，用于大量生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。將轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于家畜上，在動(dòng)物體內(nèi)轉(zhuǎn)入結(jié)合特異抗原抗體基因，可生產(chǎn)出具有抗多種疾病性能的動(dòng)物[1]。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的科技含量較高，但在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)也能實(shí)現(xiàn)動(dòng)物育種。在動(dòng)物雜種優(yōu)勢(shì)利用方面，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可加速動(dòng)物育種的進(jìn)程，增強(qiáng)選育種畜性狀的穩(wěn)定性，降低育種的時(shí)限并提高效率[11]。

2.4 基因工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用[12-14]

2.4.1 糖類的改良。淀粉是一種多糖，通過(guò)對(duì)酶的調(diào)控可控制其含量水平，ADPP葡萄糖焦磷酸酶、淀粉合成酶和分枝酶是高等植物的淀粉合成酶。將淀粉系土壤大腸桿菌的基因轉(zhuǎn)移到馬鈴薯上，可增加馬鈴薯的淀粉含量[12]。這種基因可表達(dá)ADP-葡萄糖焦磷酸化酶，使馬鈴薯淀粉含量增加近20%[15]。目前，利用植物基因工程技術(shù)改善食品的風(fēng)味已取得重大的進(jìn)展。Monsanto公司開(kāi)發(fā)出轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，新型馬鈴薯產(chǎn)品的淀粉含量較傳統(tǒng)品種平均提高了20%～30%，油炸后的產(chǎn)品具有更好的構(gòu)質(zhì)和風(fēng)味，并且油味和吸油量都較少[16]。

2.4.2 改善發(fā)酵食品風(fēng)味。發(fā)酵食品具有工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，其品質(zhì)將直接影響效益。但是在該領(lǐng)域不能廣泛地應(yīng)用傳統(tǒng)的微生物，否則不能達(dá)到定向改造微生物性狀的目的。因此，選擇的微生物將決定發(fā)酵食品風(fēng)味。隨著分子生物學(xué)的興起，在分子水平上可利用DNA 重組、RNA 干擾及基因敲除等基因工程技術(shù)來(lái)構(gòu)建所需的基因工程菌株[17]。

例如，在啤酒和醬油的生產(chǎn)工藝中可利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改善產(chǎn)品的風(fēng)味。在釀造醬油的過(guò)程中，氨基酸的生成量對(duì)整體風(fēng)味起決定性的作用，參與該反應(yīng)的羧肽酶和堿性蛋白酶的基因已克隆并成功轉(zhuǎn)化到菌株中，羧肽酶的活力可大幅提高13倍，堿性蛋白酶的活力可提高5倍，從而提高氨基酸的生成量[18]。為滿足不同食品的需要，在醬油的釀造工藝中可使用工程菌株，由此降低醬油的色度和口味。啤酒中含有一種叫雙乙酰的物質(zhì)，雙乙酰是啤酒酵母細(xì)胞產(chǎn)生的α-乙酰乳酸經(jīng)非酶促的氧化脫羧反應(yīng)自發(fā)產(chǎn)生的，當(dāng)雙乙酰含量超過(guò)風(fēng)味閾值（0.02~0.10 mg/L）時(shí)，就會(huì)大大降低啤酒的口感，產(chǎn)生餿酸味，進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)效益。為改善啤酒的風(fēng)味，可采用α-乙酰乳酸脫羧酶去除雙乙酰。研究表明，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將編碼α-乙酰乳酸脫羧酶的基因克隆到啤酒酵母中進(jìn)行表達(dá)[15]，可以有效降低啤酒中的雙乙酰含量。基于基因工程原理，還可將轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于制取其他產(chǎn)品[19]。

3 展望

目前，基因工程技術(shù)已滲透到人類生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，其以巨大的生命力發(fā)揮重大的影響，一些實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和成果不斷地得到應(yīng)用，也將使地球的生物圈變得更加豐富多彩[20]。如今基因工程技術(shù)在給人類帶來(lái)利益的同時(shí)，對(duì)于疾病的治療方面也有了巨大突破。盡管基因工程技術(shù)給人類帶來(lái)了巨大的利益和便利，但同時(shí)也應(yīng)該思考轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題，這是對(duì)基因工程未來(lái)發(fā)展的最大挑戰(zhàn)[21-22]。

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基因工程載體的種類范文第2篇

關(guān)鍵詞：植物葉綠體;基因工程;發(fā)展;應(yīng)用;存在問(wèn)題;展望

葉綠體作為植物中與光合作用直接相連的重要細(xì)胞器,其基因組的功能也因此扮演著十分重要的角色。1882年straburger觀察到藻類葉綠體能分裂并進(jìn)入子代細(xì)胞;1909年baur和correns通過(guò)在3種枝條顏色不同的紫茉莉間雜交得出,質(zhì)體是母本遺傳的。人們便開(kāi)始對(duì)葉綠體遺傳方面產(chǎn)生了濃厚的興趣[1]。1988年boynton等首次用野生型葉綠體dna轉(zhuǎn)化了單細(xì)胞生物衣藻突變體(atpb基因突變體),使其完全恢復(fù)光合作用能力,標(biāo)志著葉綠體基因工程的誕生[2]。葉綠體基因工程作為一種很具有發(fā)展前景的植物轉(zhuǎn)基因技術(shù),在植物新陳代謝、抗蟲(chóng)性、抗病性、抗旱性、遺傳育種等方面都將有著越來(lái)越重要的意義。

1葉綠體基因工程概述

1.1葉綠體簡(jiǎn)介

葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的重要器官,是一種半自主型的細(xì)胞器,能夠進(jìn)行自我復(fù)制,含有雙鏈環(huán)狀dna。葉綠體dna分子一般長(zhǎng)120~160kb。葉綠體dna有ira和irb 2個(gè)反向重復(fù)序列(分別位于a鏈和b鏈),兩者基因大小完全相同,只是方向相反,它們之間有1個(gè)大的單拷貝區(qū)(大小約80kb)和1個(gè)小的單拷貝區(qū)(大小約20kb)。

1.2葉綠體基因組轉(zhuǎn)化優(yōu)點(diǎn)

葉綠體基因具有分子量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于遺傳的特點(diǎn),故相對(duì)于傳統(tǒng)的細(xì)胞核遺傳更能高效表達(dá)目的基因,這是因?yàn)槿~綠體基因本身?yè)碛芯薮蟮目截悢?shù)[3]。葉綠體基因可實(shí)現(xiàn)外源基因的定點(diǎn)整合,避免位置效應(yīng)和基因沉默;遺傳表達(dá)具有原核性;安全性好,葉綠體屬于母系遺傳,后代材料穩(wěn)定;目的基因產(chǎn)物對(duì)植物的影響小。利用葉綠體基因轉(zhuǎn)化的這些優(yōu)點(diǎn),可以加快育種速度和效率,節(jié)約育種時(shí)間。

1.3葉綠體轉(zhuǎn)化的主要過(guò)程

葉綠體轉(zhuǎn)化過(guò)程通常分4步:一是轉(zhuǎn)化載體攜帶外源目的基因通過(guò)基因槍法或其他轉(zhuǎn)化體系導(dǎo)入葉綠體;二是將外源表達(dá)框架整合到葉綠體的基因組里;三是篩選具有轉(zhuǎn)化的葉綠體細(xì)胞;四是繼代繁殖得到穩(wěn)定的葉綠體轉(zhuǎn)化植物[4]。

1.4葉綠體轉(zhuǎn)化的主要方法

依據(jù)葉綠體轉(zhuǎn)化的主要過(guò)程,生物學(xué)家相應(yīng)地研究若干種葉綠體基因轉(zhuǎn)化的方法,其中常用的葉綠體轉(zhuǎn)化方法:一是微彈轟擊法。將鎢粉包裹構(gòu)建完整的質(zhì)粒載體,用基因槍轟擊植物的各種組織、器官,然后對(duì)重組葉綠體進(jìn)行連續(xù)篩選,不斷提高同質(zhì)化水平,最后獲得所需的轉(zhuǎn)基因植株[5]。二是農(nóng)桿菌t-dna介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法。將外源目的基因、選擇標(biāo)記基因等構(gòu)建到農(nóng)桿菌的ti質(zhì)粒上,然后通過(guò)與植物組織或器官共培養(yǎng),最后把所需外源基因轉(zhuǎn)化到葉綠體并獲得表達(dá)。三是peg處理法。只需將構(gòu)建好的質(zhì)粒(含外源基因、標(biāo)記基因、同源片斷、啟動(dòng)子、終止子等)在一定的peg濃度下與植物原生質(zhì)體共培養(yǎng)。

2葉綠體基因工程的應(yīng)用

2.1提高植物光合效率

植物的光合效率非常有限,太陽(yáng)能的很小一部分可以轉(zhuǎn)化為植物所需要的能量,從而轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟愋枰漠a(chǎn)品。植物光合效率取決于rubisco酶的豐富度。rubisco酶一方面可以制造可溶性蛋白,另一方面也可以限制co2合成。人們可以通過(guò)2種直接的方法提高光合速率:一是加速酶催化的循環(huán)過(guò)程;二是提高酶的特性,減少光呼吸浪費(fèi)的能量[6]。很多科學(xué)家正試圖通過(guò)提高rubisco酶來(lái)提高植物的光合效率,而其中擬南芥和水稻的定點(diǎn)整合試驗(yàn)取得了重大突破,證明葉綠體基因工程是生產(chǎn)高光合效率作物植物的最有價(jià)值的方法。

2.2合成有機(jī)物質(zhì)

由于葉綠體型轉(zhuǎn)基因植物具有環(huán)境安全性好、底物豐富、產(chǎn)物區(qū)域化等優(yōu)點(diǎn),已被越來(lái)越多的人關(guān)注,并成為工業(yè)化生產(chǎn)特定有機(jī)物質(zhì)的可靠場(chǎng)所。例如,有科學(xué)家已發(fā)明了用葉綠體基因工程表達(dá)聚3-羥基丁酸酯合成相關(guān)基因的方法。聚3-羥基丁酸酯及其他類型的聚3-羥基鏈烷酸酯同屬于聚酯類物質(zhì),是自然界中多種細(xì)菌的碳源及能源儲(chǔ)備物。具有生物可降解性,如取代化學(xué)合成塑料將能從源頭解決塑料廢棄物引起的“白色污染”。其通過(guò)構(gòu)建了含phbb、phm、phbc和aada基因表達(dá)盒的葉綠體整合及表達(dá)載體,通過(guò)基因槍轟擊法轉(zhuǎn)化煙草。northem點(diǎn)雜交、rt-pcr分析結(jié)果表明,葉綠體型轉(zhuǎn)基因植株中目的基因在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)明顯高于核轉(zhuǎn)化植株中相應(yīng)基因。

2.3生產(chǎn)疫苗

人類治療用蛋白質(zhì)可以在葉綠體中實(shí)現(xiàn)表達(dá),表達(dá)效率取決于外源基因的整合位點(diǎn),增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)控元件以及外源蛋白的穩(wěn)定性等。人類已經(jīng)在用葉綠體基因生產(chǎn)疫苗方面開(kāi)展了卓有成效的工作。例如,范國(guó)昌等將甲型肝炎病毒vp3p1區(qū)和丙型肝炎病毒c區(qū)融合,并導(dǎo)入到衣藻葉綠體基因組中,融合蛋白得到高效表達(dá),且具有雙抗原活性。而霍亂病毒蛋白b(ctb)抗原ctb已經(jīng)在葉綠體中轉(zhuǎn)化成功,預(yù)示著轉(zhuǎn)基因植物疫苗的可商業(yè)化前景。tregoning等將tetc基因在煙草葉綠體基因組進(jìn)行表達(dá),為了增加mrna的穩(wěn)定性及在煙草葉片內(nèi)表達(dá)的可行性,他們將基因進(jìn)行了密碼子優(yōu)化,分別表達(dá)了未經(jīng)改造的富含at(72.3%at)和人工合成的富含gc(52.5%at)的基因,tetc-at和tetc-gc的表達(dá)量分別為總可溶蛋白的25%和10%。

2.4在植物抗性方面的研究

在抗蟲(chóng)性方面,kota和cosa分別于1999年、2001年將btcryzaaz基因轉(zhuǎn)入煙草葉綠體,前者可100%殺死4 000多倍抗性的抗性蟲(chóng),后者報(bào)道bt表達(dá)量達(dá)46.1%。在抗逆性方面,人們通過(guò)編碼sod、apx等酶的基因已經(jīng)轉(zhuǎn)入到煙草、苜蓿、馬鈴薯、棉花的葉綠體中,提高了植物的耐氧化能力,從而提高了植物對(duì)環(huán)境脅迫的耐受能力。

2.5葉綠體基因組在系統(tǒng)發(fā)育學(xué)上的應(yīng)用

葉綠體在系統(tǒng)發(fā)育學(xué)上的優(yōu)點(diǎn):一是葉綠體基因組是僅次于核基因組的第二大基因組,為比較研究提供了一個(gè)較大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ);二是葉綠體dna的核酸置換率適中,在應(yīng)用上很有價(jià)值。然而,用葉綠體dna研究系統(tǒng)發(fā)育也存在著明顯的不足:一是葉綠體基因組是母性遺傳的,因此并不能單靠葉綠體基因組來(lái)解釋居群間的雜交現(xiàn)象;二是雖然有越來(lái)越多的葉綠體dna被用作分子標(biāo)記來(lái)研究類群間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,但只有將這些分子片段提供的信息與其他的分子片段信息、傳統(tǒng)的形態(tài)及生理特征結(jié)合起來(lái)獲得更多的信息,才能更接近系統(tǒng)發(fā)育的本來(lái)面目。

2.6葉綠體基因在消除環(huán)境憂慮問(wèn)題上的前景

當(dāng)今最為普遍的問(wèn)題就是外源基因從轉(zhuǎn)基因作物到雜草的逃逸,這一逃逸主要是通過(guò)花粉的擴(kuò)散,產(chǎn)生超級(jí)雜草或產(chǎn)生和其他作物之間的基因污染,對(duì)環(huán)境極為不利。葉綠體基因工程產(chǎn)生的基因逃逸現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于核轉(zhuǎn)化作物,因?yàn)榇蠖鄶?shù)作物中的質(zhì)體dna都是母系遺傳,這樣就可以避免作物和作物、作物和雜草之間的雜交,消除人們對(duì)基因污染的憂慮。

3葉綠體基因工程存在的問(wèn)題

3.1葉綠體基因轉(zhuǎn)化在雜合體上的穩(wěn)定性問(wèn)題

由于高等植物的每個(gè)細(xì)胞中有10~100個(gè)葉綠體,每個(gè)葉綠體內(nèi)有10~100個(gè)葉綠體基因組拷貝,因此轉(zhuǎn)化的葉綠體和未轉(zhuǎn)化的野生型葉綠體同時(shí)存在于轉(zhuǎn)基因植株中,造成這種雜合體在遺傳上是不穩(wěn)定的。在轉(zhuǎn)化外源基因之前,目前可采用降低葉綠體拷貝數(shù)、高壓篩選和選用致死突變體作為外源基因的受體等方法使轉(zhuǎn)基因植株易于同質(zhì)化。

3.2植物的種類有待擴(kuò)展

可能是由于大多數(shù)植物的葉綠體基因組序列不清楚,因此無(wú)法確定用于載體構(gòu)建的同源重組片段和外源基因的插入位點(diǎn)。目前,已成功轉(zhuǎn)化的植物種類很少,只有番茄和煙草通過(guò)有性生殖使外源基因獲得穩(wěn)定遺傳,而番茄卻是唯一能有高的外源蛋白積累的可食用果實(shí)的植物。

4展望

雖然在葉綠體基因工程領(lǐng)域人們已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,但對(duì)于改變?nèi)~綠體基因工程中所存在的缺點(diǎn),科學(xué)界仍然要有大量的工作需要進(jìn)行。為此,尋找更多更加合適的方法來(lái)改進(jìn)葉綠體基因工程,使其優(yōu)點(diǎn)更加明顯,必將在未來(lái)生物技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)又一場(chǎng)革命,為人類造福。

5參考文獻(xiàn)

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[5] 沈桂芳,倪丕沖.植物葉綠

基因工程載體的種類范文第3篇

一、高中生物課程資源開(kāi)發(fā)案例

教材是最重要的課程資源，它在課程資源的開(kāi)發(fā)與利用中往往起到主導(dǎo)和疏導(dǎo)作用。因此嘗試以學(xué)科知識(shí)為背景，不斷分析課標(biāo)和教材，明確教材中哪些內(nèi)容與本市生物產(chǎn)業(yè)相聯(lián)系。另外一個(gè)生物產(chǎn)業(yè)所應(yīng)用的生物學(xué)原理是多層次多方位緊密相聯(lián)的，因此又將高中生物必修和選修課本，打亂模塊順序，以本市生物產(chǎn)業(yè)資源為線索，將與高中生物課本相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，進(jìn)行了高中生物本地生物產(chǎn)業(yè)課程資源和教材資源的整合。嘗試通過(guò)參觀調(diào)查，使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)生物學(xué)原理和技術(shù)的理解，增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力及知識(shí)的遷移能力。通過(guò)體驗(yàn)企業(yè)文化，了解相關(guān)的職業(yè)和就業(yè)素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生職業(yè)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感?，F(xiàn)舉兩例簡(jiǎn)要說(shuō)明。

1.“發(fā)酵工程”課程資源——深圳金威啤酒釀造有限公司

對(duì)于微生物相關(guān)知識(shí)，看不見(jiàn)摸不著，內(nèi)容細(xì)微而深?yuàn)W，條件好的學(xué)校可以在顯微鏡下看看酵母，條件不好的學(xué)校學(xué)生根本不知酵母長(zhǎng)什么樣，對(duì)于微生物培養(yǎng)，發(fā)酵等知識(shí)，限于條件，高中學(xué)校也很難開(kāi)設(shè)。學(xué)生通常只是通過(guò)書(shū)本的文字和圖片，通過(guò)老師歸納出流程圖，進(jìn)行理解和記憶。學(xué)生學(xué)起來(lái)難于理解且很難將這些知識(shí)上升到一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。深圳金威啤酒釀造有限公司擁有目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的啤酒生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，其“不添加甲醛釀造”的綠色啤酒工藝帶動(dòng)了行業(yè)的科技創(chuàng)新與技術(shù)進(jìn)步，被科技部列為國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。公司的污水處理站是市工業(yè)污水治理的樣板工程。并且該公司是“深圳市工業(yè)旅游景點(diǎn)”之一，這為我們中學(xué)生學(xué)習(xí)微生物應(yīng)用相關(guān)知識(shí)提供了良好的條件。

例如學(xué)生在參觀調(diào)查時(shí)可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)生產(chǎn)工藝的過(guò)程，了解微生物的類群，分離、純化、培養(yǎng)、計(jì)數(shù)及保存方法；了解培養(yǎng)基的配制原則及種類，體驗(yàn)消毒和滅菌方法，聯(lián)系種群生長(zhǎng)曲線，思考為什么酵母發(fā)酵時(shí)要補(bǔ)充加料；聯(lián)系無(wú)氧呼吸及有氧呼吸，影響種群密度的生態(tài)因子，思考影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素，酵母發(fā)酵時(shí)需要控制的因素，體驗(yàn)質(zhì)檢人員如何對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制；參觀污水處理站時(shí)，體驗(yàn)其污水處理工藝，理解生物的凈化作用，水體的富營(yíng)養(yǎng)化及生態(tài)工程所遵循的協(xié)調(diào)與平衡原理等。并且可以激發(fā)學(xué)生討論微生物在實(shí)際生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。這樣不僅使學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中，自覺(jué)地把間接的理論知識(shí)與直接的感受和體驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)了學(xué)生與生活、與社會(huì)的聯(lián)系而且進(jìn)一步拓展了學(xué)生的思維。

2.“基因工程”課程資源——深圳華生元基因工程有限公司

深圳華生元基因工程有限公司是國(guó)內(nèi)最早研究基因工程并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的公司，成功生產(chǎn)國(guó)內(nèi)第一例基因工程藥物——重組人表皮生長(zhǎng)因子(rEGF)。

基因工程相關(guān)知識(shí)涉及必修和選修兩個(gè)模塊，內(nèi)容抽象深?yuàn)W，雖然課本圖文并茂，并且用了形象生動(dòng)的比喻來(lái)說(shuō)明基因工程的基本工具，如將限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、質(zhì)粒類比成基因的“剪刀”“針線”“運(yùn)載體”。但是只憑教師講述是很枯燥抽象，學(xué)生也難以理解。而去到深圳華生元基因工程有限公司實(shí)地參觀之后，對(duì)于這種分子水平的操作就有會(huì)有一個(gè)具體形象的感性認(rèn)識(shí)，原來(lái)和自己所想的有太大的差別。在參觀的過(guò)程中，學(xué)生不但對(duì)于基因是什么，在哪里，有什么功能，原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)的區(qū)別，基因?qū)ι镄誀畹目刂?，基因表達(dá)的中心法則，獲得目的基因的方法，DNA的復(fù)制，基因工程原理這些基礎(chǔ)知識(shí)會(huì)有一個(gè)更深的理解。而且也可直觀的感受PCR體外擴(kuò)增技術(shù)，基因工程操作步驟，基因工程操作的工具，檢測(cè)基因的表達(dá)時(shí)的方法。同時(shí)也會(huì)激發(fā)學(xué)生調(diào)查基因工程產(chǎn)品在社會(huì)中的應(yīng)用情況、討論轉(zhuǎn)基因生物利與弊的興趣，開(kāi)拓了思維。

二、本地生物課程資源開(kāi)發(fā)整合利用的體會(huì)

深圳市生物產(chǎn)業(yè)資源非常豐富，與高中生物相聯(lián)系的本市生物產(chǎn)業(yè)課程資源還有許多，還需要教師不斷地開(kāi)發(fā)，通過(guò)實(shí)踐上的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生身臨其境，親身體驗(yàn)，比單純的應(yīng)用間接的載體給學(xué)生呈現(xiàn)相關(guān)知識(shí)，更能使學(xué)生更好的理解了生物學(xué)原理，增強(qiáng)了學(xué)生的應(yīng)用能力、理解力及知識(shí)的遷移能力，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的生物現(xiàn)象，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。

在參觀調(diào)查中，不僅可以讓學(xué)生的生物學(xué)知識(shí)有一個(gè)更深的理解，而且也可以讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)一些社會(huì)學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)的知識(shí)。比如可以讓學(xué)生了解該公司的企業(yè)文化是什么?調(diào)查該公司年產(chǎn)值是多少?經(jīng)濟(jì)效益如何?為社會(huì)提供了多少個(gè)就業(yè)崗位?有哪些職業(yè)崗位，就業(yè)條件是什么?該公司提出了哪些技術(shù)革新目標(biāo)?在與生物技術(shù)從業(yè)人員的面對(duì)面的交流過(guò)程中，無(wú)形中指導(dǎo)學(xué)生的就業(yè)觀，幫助學(xué)生了解相關(guān)的職業(yè)和學(xué)習(xí)方向，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和步入社會(huì)做準(zhǔn)備。同時(shí)這也是新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高中生物教師提出的一個(gè)新要求。

基因工程載體的種類范文第4篇

1. 轉(zhuǎn)基因植物

轉(zhuǎn)基因作物的研究規(guī)模已達(dá)到了空前的水平。自1983年世界上第一例轉(zhuǎn)基因抗病毒植物誕生以來(lái)，轉(zhuǎn)基因作物的研制、中間試驗(yàn)、田間釋放和商業(yè)化種植得到了迅速的發(fā)展，到1997年底，轉(zhuǎn)基因植物已達(dá)幾百種；轉(zhuǎn)基因作物于1986年在美國(guó)和法國(guó)首次進(jìn)入大田試驗(yàn)，到1997年底全世界轉(zhuǎn)基因作物的田間試驗(yàn)已達(dá)25000多例；1994年，美國(guó)批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因延熟番茄的商業(yè)化生產(chǎn)，到1997年底，全世界共有51種轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品被正式投入商品化生產(chǎn)。

轉(zhuǎn)基因作物的種植面積正在迅速擴(kuò)大。全世界轉(zhuǎn)基因作物的種植面積在1995年僅為1.2×106hm2，1996年為2.84×106hm2，1997年為1.25×107hm2，1998年為2.78×107hm2，1999年增至3.99×107hm2.2000年進(jìn)一步增至4.42×107hm2，2001年已達(dá)5.26×107hm2.2001年全球轉(zhuǎn)基因作物按作物種類統(tǒng)計(jì)為：大豆占46%，棉花占20%，油菜占11%，玉米占7%；按國(guó)家統(tǒng)計(jì)：美國(guó)占70%（面積，下同）、阿根廷占22%、加拿大占6%、中國(guó)占1%～3％，上述4國(guó)占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的99%；按目標(biāo)性狀分類：抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物占77%，抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物占15%.據(jù)統(tǒng)計(jì)，1999年美國(guó)轉(zhuǎn)基因大豆、棉花和玉米的種植面積，分別占該國(guó)相應(yīng)作物種植面積的55%、50%和30%。

轉(zhuǎn)基因作物具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，1997年美國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉種植面積為1×106hm2，平均增產(chǎn)70%，每公頃抗蟲(chóng)棉可增加凈收益83美元，直接經(jīng)濟(jì)效益近1億美元；1998年美國(guó)種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)玉米達(dá)5×106hm2，平均增產(chǎn)9%，其凈收益為68.1美元／hm2，可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益3.4億美元。1995年全球轉(zhuǎn)基因作物的銷售額僅為0.75億美元，1998年達(dá)到12億美元～15億美元，2000年已達(dá)30億美元，5年間增加了40倍。預(yù)計(jì)2005年將達(dá)60億美元，2010年將達(dá)到200億美元。 

2.植物用轉(zhuǎn)基因微生物 

自上世紀(jì)80年代以來(lái)，重組農(nóng)業(yè)微生物工程研究取得了突破性進(jìn)展，其中新型重組固氮微生物研究已進(jìn)入田間試驗(yàn)，一些殺蟲(chóng)、防病遺傳工程微生物進(jìn)入田間試驗(yàn)或商業(yè)化生產(chǎn)。防凍害基因工程菌株已于1987年進(jìn)入田間試驗(yàn)，防治果樹(shù)根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亞和美國(guó)獲準(zhǔn)登記，目前已在澳大利亞、美國(guó)、加拿大和西歐一些國(guó)家銷售，這是世界上首例商品化生產(chǎn)的植病生防基因工程細(xì)菌制劑。具有殺蟲(chóng)活性的轉(zhuǎn)b.t基因工程細(xì)菌，自1991年起已有多個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。在高銨條件下仍保持良好固氮能力的耐銨工程菌株，也進(jìn)入田間試驗(yàn)。 

3.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：改良動(dòng)物品種和生產(chǎn)性能；生產(chǎn)人藥用蛋白和營(yíng)養(yǎng)保健蛋白；生產(chǎn)人用器官移植的異種供體；建立疾病和藥物篩選模型；生產(chǎn)新型生物材料等。1998年全球動(dòng)物生物技術(shù)產(chǎn)品總銷售額約為6.2億美元，預(yù)計(jì)2010年總銷售額將達(dá)到110億美元，其中75億美元是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品。

4. 獸用基因工程生物制品

獸用基因工程生物制品是指利用重組dna技術(shù)生產(chǎn)的獸用免疫制劑。主要包括：?jiǎn)慰寺】贵w等診斷試劑，目前國(guó)內(nèi)外正在研究、開(kāi)發(fā)或已應(yīng)用的單克隆抗體診斷試劑已達(dá)1000多種；基因工程疫苗，已有44例獲準(zhǔn)進(jìn)行商品化生產(chǎn)，其中重組亞單位疫苗30例，基因缺失活疫苗12例，基因重組活疫苗2例。此外，還有dna疫苗和獸用基因植物源生物制品等。 

5. 轉(zhuǎn)基因水生生物 

迄今為止，全世界研究的轉(zhuǎn)基因水生生物達(dá)20余種，已有8種進(jìn)入中間試驗(yàn)，其中我國(guó)有一種兩例，僅有大西洋鮭1種可能已開(kāi)始小規(guī)模商品化生產(chǎn)。

6. 我國(guó)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物研發(fā)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化概況

我國(guó)轉(zhuǎn)基因植物的研究開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)80年代，1986年啟動(dòng)的863高新技術(shù)計(jì)劃起到了關(guān)鍵性的導(dǎo)向、帶動(dòng)和輻射作用。據(jù)1996年統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)正在研究和開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物約47種，涉及各類基因103種。1997年～1999年，有26例轉(zhuǎn)基因植物獲準(zhǔn)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。按轉(zhuǎn)基因性狀分：抗蟲(chóng)16例，抗病毒9例，改良品質(zhì)1例。按作物劃分：棉16例，番茄5例，甜椒4例，矮牽牛1例。

轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉是國(guó)內(nèi)植物基因工程應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的第一個(gè)成功范例，使我國(guó)成為繼美國(guó)之后獨(dú)立研制成抗蟲(chóng)棉，并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二個(gè)國(guó)家。1998年～2001年4年累計(jì)種植逾1.3×106hm2，減少農(nóng)藥使用量70%以上，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。由于其傘形輻射的帶動(dòng)作用，抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因水稻、玉米、楊樹(shù)等一批后繼轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品正在進(jìn)行田間試驗(yàn)，蓄勢(shì)待發(fā)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)將使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻的結(jié)構(gòu)變化，向農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)與食品、農(nóng)業(yè)與加工結(jié)合的方向發(fā)展。

我國(guó)植物用轉(zhuǎn)基因微生物研究已取得長(zhǎng)足進(jìn)展，正在研發(fā)的防病殺蟲(chóng)微生物13種，涉及基因16種；固氮微生物8種，涉及基因12種，大多已進(jìn)入中間試驗(yàn)和環(huán)境釋放試驗(yàn)。我國(guó)獸用基因工程生物制品研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速，已有近70種單克隆抗體等診斷試劑投放市場(chǎng)，2例基因工程疫苗獲準(zhǔn)進(jìn)行商品化生產(chǎn)，其中重組亞單位疫苗1例，基因重組活疫苗1例。

我國(guó)轉(zhuǎn)基因水生生物研究取得了舉世矚目的成就，1985年，我國(guó)培育出世界首批轉(zhuǎn)基因魚(yú)。此后，培育出比正常生長(zhǎng)速度快3倍～4.6倍的轉(zhuǎn)基因泥鰍。目前，轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因鯉、轉(zhuǎn)大馬哈魚(yú)生長(zhǎng)激素基因鯉均進(jìn)入中試階段。此外，我國(guó)還開(kāi)展了藻類、貝類等其他水生生物的轉(zhuǎn)基因研究。我國(guó)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究成績(jī)斐然，生長(zhǎng)速度快、瘦肉率高、對(duì)某些病毒有一定抗性的轉(zhuǎn)基因豬培育成功，乳腺組織能夠表達(dá)人藥用蛋白凝血因子ix、人生長(zhǎng)激素、人紅細(xì)胞生成素的轉(zhuǎn)基因羊已進(jìn)入中試和安全性評(píng)價(jià)階段，此外，還成功地培育了轉(zhuǎn)基因牛。

基因工程載體的種類范文第5篇

■ 一、 兩種酶共同點(diǎn)：二者都作用于磷酸二酯鍵，而不是氫鍵

■ 例1 DNA連接酶的功能是（ ）

A. 在子鏈與母鏈間形成氫鍵

B. 在黏性末端之間形成氫鍵

C. 將兩DNA末端間的縫隙連接

D. A、B、C都對(duì)

■ 答案 C

■ 例2 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）

A. DNA連接酶將黏性末端的堿基連接起來(lái)

B. 限制性核酸內(nèi)切酶可用于目的基因的獲得

C. 目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞

D. 人工合成目的基因不用限制性核酸內(nèi)切酶

■ 答案 A

■ 例3 關(guān)于下圖DNA分子片段的說(shuō)法正確的是（ ）

A. 限制性核酸內(nèi)切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位

B. ②處的堿基缺失導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異

C. 把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，子代中含15N的DNA占3/4

D. 該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和（A+T）/（G+C）的比例上

■ 解析 A項(xiàng)：圖中①部位指單鏈上的磷酸二酯鍵，而③部位指兩條鏈之間的氫鍵。限制性核酸內(nèi)切酶作用于磷酸二酯鍵，而解旋酶作用于氫鍵。B項(xiàng)中DNA分子中堿基的增添、缺失或改變屬于基因突變。C項(xiàng)原來(lái)DNA中的兩條鏈一條是15N，一條是14N，根據(jù)DNA保留復(fù)制的特點(diǎn)，子代DNA應(yīng)都含有15N。D項(xiàng)中DNA的特異性和堿基種類沒(méi)有關(guān)系。

■ 答案 A

■ 二、 限制性核酸內(nèi)切酶有特異性，而DNA連接酶沒(méi)有特異性

一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子。DNA連接酶不能特異性識(shí)別，只要是斷開(kāi)的DNA鏈都可以連接。

■ 例4 下列關(guān)于生物技術(shù)的敘述中，不正確的是（ ）

A. DNA連接酶能特異性識(shí)別黏性末端從而將切割位點(diǎn)連接起來(lái)

B. 植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中得到的雜種細(xì)胞具有連續(xù)分裂并分化形成完整植株的潛能

C. 單克隆抗體制備時(shí)需要利用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞

D. 微生物培養(yǎng)中可以利用以尿素為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選出能分解尿素的細(xì)菌

■ 解析 A項(xiàng)中DNA連接酶不能“特異性識(shí)別”。

■ 答案 A

■ 三、 根據(jù)黏性末端判斷所用限制性核酸內(nèi)切酶的種類

■ 例5 下列黏性末端屬于同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的是（ ）

A. ①② B. ①③

C. ①④ D. ②③

解析 如果是同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的，則應(yīng)具有相同的黏性末端。

■ 答案 B

■ 例6 下列所示的黏性末端是由幾種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的（ ）

A. 1種 B. 2種

C. 3種 D. 4種

■ 解析 把每個(gè)黏性末端的另一個(gè)部分補(bǔ)回，如

■ 補(bǔ)回后，變成■ 從而知道這種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的序列為：GAATTC。

G CTTAAG

如此類推，4個(gè)黏性末端的原識(shí)別序列為：GAATTC、CAATTG、GTTAAC、CTTAAG。序列不同，由于每種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的堿基序列，所以應(yīng)由4種不同的限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)切割。

■ 答案 D

■ 四、 兩種不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后所形成的黏性末端也可以在DNA連接酶的作用下連接起來(lái)

基因工程常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒，因?yàn)檫@樣目的基因和質(zhì)粒就會(huì)帶有相同的黏性末端。如果用兩種不同的限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)切目的基因和質(zhì)粒也可以，只要保證切割后能產(chǎn)生相同的黏性末端就可以在DNA連接酶的作用下連接起來(lái)。

■ 例7 在基因工程的基本步驟中，若以質(zhì)粒為運(yùn)載體，為使目的基因和運(yùn)載體結(jié)合，則要求對(duì)目的基因和運(yùn)載體所用的限制性核酸內(nèi)切酶和切口必備的特點(diǎn)是（ ）

A. 可用不同的限制性核酸內(nèi)切酶，但露出的黏性末端必須相同

B. 必須用相同的限制性核酸內(nèi)切酶，露出的黏性末端可不相同

C. 必須用相同的限制性核酸內(nèi)切酶，露出相同的黏性末端

D. 可用不同的限制性核酸內(nèi)切酶，露出不同的黏性末端

■ 答案 A

■ 例8 下面是4種限制性核酸內(nèi)切酶所識(shí)別的DNA分子序列和剪切位點(diǎn)圖（表示剪切點(diǎn)、切出的斷面為黏性末端）

限制性核酸內(nèi)切酶1：――GATC――

限制性核酸內(nèi)切酶2：――CATG――；

限制性核酸內(nèi)切酶3：――GGATCC――

限制性核酸內(nèi)切酶4：――CCGCGG――

請(qǐng)指出下列哪組表達(dá)正確（ ）

A. 限制性核酸內(nèi)切酶1和3剪出的黏性末端相同

B. 在使用限制性核酸內(nèi)切酶的同時(shí)還需要解旋酶

C. 限制性核酸內(nèi)切酶1、2、4識(shí)別的序列都是由4個(gè)脫氧核苷酸組成

D. 限制性核酸內(nèi)切酶1和2切出的DN段可通過(guò)DNA連接酶拼接

■ 解析 B項(xiàng)中對(duì)DNA進(jìn)行切割時(shí)不需要用解旋酶。C項(xiàng)中限制性核酸內(nèi)切酶4識(shí)別的序列由6個(gè)脫氧核苷酸組成。D項(xiàng)由于限制性核酸內(nèi)切酶1和2切出的黏性末端不同，故不能可通過(guò)DNA連接酶連接。

■ 答案 A

■ 例9 限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是―GGATCC―，限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是―GATC―。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。

在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后形成的黏性末端能否連接起來(lái)？為什么？

■ 解析

雖然限制性核酸內(nèi)切酶I和限制性核酸內(nèi)切酶II識(shí)別的序列和切點(diǎn)是不同的，但是形成的黏性末端是相同的，存在著互補(bǔ)關(guān)系，因此在DNA連接酶的作用下是可以連接起來(lái)的。基因工程中有同尾酶，即不同的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的序列和切點(diǎn)不同，但是形成的黏性末端相同，這些酶就是同尾酶。

■ 答案 可以連接。因?yàn)橛蓛煞N不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互補(bǔ)的）。

■ 例10 基因工程中，需使用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制性核酸內(nèi)切酶I的識(shí)別序列和切點(diǎn)是―GGATCC―，限制性核酸內(nèi)切酶II的識(shí)別序列和切點(diǎn)是―GATC―。根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是

（ ）

A. 質(zhì)粒用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割，目的基因用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割

B. 質(zhì)粒用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割，目的基因用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割

C. 目的基因和質(zhì)粒均用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割

D. 目的基因和質(zhì)粒均用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割

■ 解析 從圖示可知，要將目的基因從原DNA上切下來(lái)，必須用識(shí)別范圍大點(diǎn)的限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割，若用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ，則只能切斷一端，另一端則因沒(méi)有其識(shí)別序列不能被切斷。限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-GATC-，所以它也能切-GGATCC-，若用限制性核酸內(nèi)切酶II，則兩種標(biāo)記基因的都會(huì)被切斷而起不到標(biāo)記基因的作用。

■ 答案 A

■ 鞏固訓(xùn)練

1. 已知某種限制性核酸內(nèi)切酶在1個(gè)線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如下圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)都被該酶切斷，則會(huì)產(chǎn)生4個(gè)不同長(zhǎng)度的DN段?，F(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子，若在每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶切割后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DN段種類數(shù)是（ ）

A. 3 B. 4

C. 9 D. 12

2. 右圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)，ampR為青霉素抗性基因，tctR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動(dòng)因子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。

（1） 將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個(gè)DN段之間連接形成的產(chǎn)物有______、______、______三種。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質(zhì)粒，需要對(duì)這些連接產(chǎn)物進(jìn)行____________。

（2） 用上述3種連接產(chǎn)物與無(wú)任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)的培養(yǎng)基中，能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是____________；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是____________。

（3） 目的基因表達(dá)時(shí)，RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)是____________，其合成的產(chǎn)物是____________。

（4） 在上述實(shí)驗(yàn)中，為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是____________。

3. 下表為幾種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的序列和切割的位點(diǎn)。如下圖，已知某DNA在目的基因的兩端1、2、3、4四處有BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位點(diǎn)?，F(xiàn)用BamHⅠ和EcoRⅠ兩種酶同時(shí)切割該DN段（假設(shè)所用的酶均可將識(shí)別位點(diǎn)完全切開(kāi)），下列各種酶切位點(diǎn)情況中，可以防止酶切后單個(gè)含目的基因的DN段自身連接成環(huán)狀的是

（ ）

A. 1為BamHⅠ，2為EcoRⅠ，3為BamHⅠ，4為PstⅠ

B. 1為EcoRⅠ，2為BamHⅠ，3為BamHⅠ，4為PstⅠ

C. 1為PstⅠ，2為EcoRⅠ，3為EcoRⅠ，4為BamHⅠ

D. 1為BamHⅠ，2為EcoRⅠ，3為PstⅠ，4為EcoRⅠ

■ 參考答案

1. C