(共34张PPT)
人教版（2019）选择性必修三
基因工程的基本操作程序
第3章 基因工程
1.简述目的基因的筛选和获取方法
2.简述PCR的原理、条件及过程
学习目标
从社会中来
1997 年，我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到 2015 年，我国已育成转基因抗虫棉新品种 100 多个，减少农药用量 40 万吨，增收节支社会经济效益 450 亿元。
转基因抗虫棉(使棉铃虫死亡，左）与非转基因抗虫棉（右）
你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？
从社会中来
苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴胞晶体蛋白（Bt 抗虫蛋白），破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。科学家通过实验，将该细菌的“杀虫基因”转到棉花里，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。
这个“杀虫基因”就是培育转基因抗虫棉用到的目的基因——Bt抗虫蛋白基因，简称 Bt 基因
从社会中来
苏云金杆菌
普通棉花
（无抗虫特性）
棉花细胞
提取
导入
重组DNA分子
1.目的基因的筛选与获取
2.基因表达载体的构建
3.将目的基因导入受体细胞
4.目的基因的 检测与鉴定
（含抗虫基因）
（含有并表达抗虫基因）
与载体拼接
目录
01
目的基因的筛选与获取
02
DNA片段的扩增及电泳鉴定
目的基因的筛选与获取
目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因
主要指编码蛋白质的基因
目的基因的种类：根据需求的不同，目的基因也不同，如生物抗逆性、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因
如何筛选与获取目的基因呢？
目的基因的筛选与获取
随着测序技术的发展，以及序列数据库（如GenBank）、序列比对工具（如 BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，这也为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能。
从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法
目的基因的筛选与获取
一、获取目的基因的方法
1.通过化学方法直接人工合成目的基因
（1）基因比较小
（2）核苷酸序列已知的基因
2.通过构建基因文库获取目的基因
将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入到受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
DNA合成仪
目的基因的筛选与获取
基因文库种类
（1）基因组文库（包含一种生物的所有基因）
（2）部分基因文库（只包含一种生物的部分基因，如cDNA文库）
【拓展】基因文库的构建过程
（1）基因组文库
（2）cDNA文库
某生物体全部DNA
某生物体发育的某个时期的mRNA
许多DNA片段
限制酶
与载体连接、导入
受体菌群体
受体菌群体
与载体连接、导入
cDNA
逆转录
目的基因的筛选与获取
3.利用PCR获取和扩增目的基因（常用）
（1）全称：聚合酶链式反应
（2）原理：DNA的半保留复制（在体外大量复制目的基因的核苷酸序列）
（3）原料：DNA模板、引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶
前提：已知目的基因或其上下游的核苷酸序列
苏云金杆菌
Bt基因
？
快速获得大量Bt基因
提取
引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸（长度通常为20 ~30个核苷酸）
目的基因的筛选与获取
【知识回顾】DNA的复制
（1）特点：半保留复制、边解旋边复制
（2）条件
模板：DNA的两条链
原料：4种游离的脱氧核苷酸
能量：ATP
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等
（3）复制原则：碱基互补配对原则（A与T、C与G配对保证复制的准确进行）
目的基因的筛选与获取
目的基因的筛选与获取
解旋酶
DNA母链
4种脱氧核苷酸
DNA聚合酶
引物（通常为小的单链RNA）
无需解旋酶，用高温代替
DNA（目的基因）模板
4种脱氧核苷酸（dNTP)
耐高温的DNA聚合酶(Taq酶）
引物（通常为小的单链DNA至少需要2种引物）
反应还需要其他条件，如控温系统、缓冲液（一般添加Mg2+）---能够调节pH，激活真核细胞和细菌的DNA聚合酶
目的基因的筛选与获取
（4）PCR扩增的过程
①变性：当温度超过90℃时，双链DNA解旋为单链
5’
3’
3’
5’
3’
5’
5’
3’
变性
双螺旋解开
PCR仪
目的基因的筛选与获取
②复性：温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
【注意】
（1）复性温度过高会破坏引物与模板碱基互补配对
（2）复性温度过低，会造成引物与模板结合位点增加，导致非特异性产物增加
目的基因的筛选与获取
③延伸：当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链
目的基因的筛选与获取
第一轮循环的产物作为第二轮反应模板，经过变性、复性和延伸三步产生第二轮循环产物
目的基因的筛选与获取
第二轮循环的产物作为第三轮反应模板，经过变性、复性和延伸三步产生第三轮循环产物
目的基因的筛选与获取
（5）结果与鉴定
①结果：重复循环多次，每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即呈指数形式扩增（约为2n，其中n为扩增循环的次数）
②鉴定：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物
水平电泳仪
DNA片段的扩增及电泳鉴定
1.PCR在体外进行DNA片段的扩增原理
PCR利用了DNA热变性和DNA半保留复制的原理
2.DNA片段电泳鉴定的原理
DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。
在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
DNA片段的扩增及电泳鉴定
3.材料用具
（1）用具
①PCR仪 （自动控温，实现DNA的扩增）
②微量离心管 （实际上是进行PCR反应的场所）
③微量移液器 （用于向微量离心管转移PCR配方中的液体）
④一次性吸液枪头（微量移液器吸取一种试剂更换一次枪头）
⑤电泳装置（包括电泳仪、电泳槽等）
PCR仪
微量离心管
DNA片段的扩增及电泳鉴定
（2）试剂
①4种脱氧核苷酸等量混合液、2种引物、Taq DNA聚合酶、模板DNA、扩增缓冲液、无菌水
②电泳缓冲液、凝胶载样缓冲液、琼脂糖和核酸染料等
③PCR反应体系的配方(见教材)
DNA片段的扩增及电泳鉴定
DNA片段的扩增及电泳鉴定
4.方法步骤
（1）移液：用微量移液器按照PCR反应体系配方或PCR试剂盒的说明书，在微量移液管中依次加入各组分
（2）离心：待所有组分都加入后，盖严离心管的盖子。将微量离心管放入离心机里，离心约10s，使反应液集中在离心管的底部
（3）扩增：参照右表的参数，设置好PCR仪的循环程序。将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应
循环程序 变性 复性 延伸
预变性 940C，5min —— ——
30次 940C，30s 550C，30s 720C，1min
最后一次 940C，1min 550C，30s 720C，1min
DNA片段的扩增及电泳鉴定
5.电泳鉴定
（1）配制琼脂糖溶液：根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比0.8%~1.2%的琼脂糖溶液。在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化。稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀
（2）制备凝胶：将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜
（3）加样：将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物（Marker）
DNA片段的扩增及电泳鉴定
（4）电泳、观察：接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1～5V/cm。待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳。取出凝胶置于紫外灯下观察和照相
DNA片段的扩增及电泳鉴定
【结果分析与评价】
1.你是否成功扩增出 DNA 片段的判断依据是什么？
在紫外灯下直接观察DNA条带的分布及粗细程度（条带的分布代表扩增产物的类型；条带的粗细代表扩增产物量的多少）
2.通过电泳条带能否确定扩增产物一定是所需的DNA 片段？为什么？
不能；因为电泳条带仅能显示扩增片段的大致长度，不能显示精准的DNA碱基数量，也不能呈现碱基序列
课堂小结
目的基因的
获取与筛选
筛选合适的目的基因
获取目的基因
测序技术
序列数据库
序列对比工具
利用化学方法人工合成目的基因
通过构建基因文库获取目的基因
利用PCR获取和扩增目的基因
随堂练习
1.基因工程操作中，需要筛选和获取目的基因。下列关于目的基因的说法,不正确的是( )
A.目的基因是指用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因
B.目的基因都有自我复制能力
C.可以根据相应的表达产物，从序列数据库中寻找目的基因
D.目的基因可以人工合成，也可以利用PCR快速获取或扩增
解析：目的基因通常不具有自我复制能力，B错误。
B
随堂练习
2.关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是( )
A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小
B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置
C.在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快
D.琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来
解析：琼脂糖凝胶的浓度、待测样品中DNA分子的大小和构象等都会影响DNA分子在电泳中的迁移速率，故琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小，A正确；在电泳过程中，凝胶载样缓冲液中的指示剂不会与DNA结合，而是随着电流的通过而移动，可用于确定样品的迁移方向和距离，不能用于指示DNA分子的具体位置，B错误；在同一电场作用下，DNA片段越长，即DNA相对分子质量越大，迁移速率越慢，C错误；琼脂糖凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，D错误。
A
随堂练习
3.下列关于DNA片段的电泳鉴定实验的说法,正确的是( )
A.等琼脂糖凝固后插入梳子,形成加样孔
B.用微量移液器吸取不同的DNA样品时,需要更换枪头
C.电泳结束后,需用显微镜观察形成的电泳条带
D.电泳过程中既要使用核酸染色剂,也要使用电泳指示剂,它们的观察方法、作用一致
解析：进行琼脂糖凝胶电泳时,应将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具,并插入合适大小的梳子,以形成加样孔,等凝胶溶液完全凝固,小心拔出梳子,A错误;为保证实验结果的准确性,用微量移液器吸取不同的DNA样品时,需要更换枪头,B正确;电泳结束后,需将凝胶置于紫外灯下进行观察,C错误;电泳过程中既要使用核酸染色剂,也要使用电泳指示剂,它们的观察方法、作用不同,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长300nm的紫外灯下被检测出来,D错误。
B
感谢各位的聆听
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人教版（2019）选择性必修三
基因工程的基本操作程序
第3章 基因工程
1.阐明基因工程的原理和基本操作程序
2.针对人类生产或生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案
学习目标
知识回顾
待扩增的DNA片段
（模板）
耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）
引物
4种脱氧核苷酸
温度超过 90℃时，双链DNA 解聚为单链
变性
复性
温度下降到 50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合
延伸
温度上升到 72℃左右时，溶液中的 4 种脱氧核苷酸在耐高温的 DNA 聚合酶的作用下合成新的DNA 链
知识拓展
原核生物和真核生物基因的结构
原核生物
真核生物
编码区（转录区）
非编码区
非编码区
启动子
启动子
终止子
终止子
外显子
内含子
编码区：
非编码区：
原核基因
能转录相应的mRNA，进一步能编码出蛋白质的DNA序列
不编码蛋白质，含有能调控遗传信息表达的DNA序列 （如启动子、终止子等）
知识拓展
原核生物和真核生物基因的结构
原核生物
真核生物
编码区（转录区）
非编码区
非编码区
启动子
启动子
终止子
终止子
外显子
内含子
真核基因
编码区
非编码区：
能转录相应的mRNA，进一步能编码蛋白质的DNA序列
不编码蛋白质，含有能调控遗传信息表达的DNA序列（如启动子、终止子等）
外显子：
内含子：
在细胞核转录出mRNA后，在翻译前被剪切掉
知识拓展
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
原核生物 真核生物
不同点 编码区是 的 编码区是间隔的、 的
相同点 都有能够编码蛋白质的 和具有调控作用的 区组成的 连续
不连续
编码区
非编码
原核基因：非编码序列=非编码区
真核基因：非编码序列=非编码区+内含子
目录
01
基因表达载体的构建
02
将目的基因导入受体细胞
03
目的基因的检测与鉴定
基因表达载体的构建
【思考】获取了足够量的目的基因后，能直接把目的基因导入受体细胞吗
不能
游离的DNA片段进入受体细胞一般会直接被分解
就算可以进行转录和翻译成蛋白质，游离的DNA片段也无法随着细胞分裂进行复制，导致子代细胞不再含有目的基因
那怎样才能让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代呢
基因表达载体的构建
1.构建基因表达载体的目的
（1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，且可以遗传给下一代
（2）使目的基因能够在受体细胞中表达和发挥作用
2.基因表达载体的组成
（核心步骤）
各原件的作用是什么？
基因表达载体的构建
（核心步骤）
注意：启动子≠密码子
启动子：
位置：基因的上游
功能：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA
复制原点：
DNA复制的起始位点
标记基因：便于重组DNA分子的筛选和鉴定
终止子：
位置：基因的下游
功能：终止转录
目的基因：能控制表达所需要的特殊性状
目的基因插入到启动子和终止子之间
基因表达载体的构建
启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
（核心步骤）
项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子
本质
位置
功能
RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA
翻译的起始信号(编码氨基酸)
使转录在所需要的地方停下来
翻译的结束信号(不编码氨基酸)
目的基因上游
mRNA尾端
mRNA首端
目的基因下游
DNA
DNA
mRNA
mRNA
基因表达载体的构建
3.基因表达载体的构建过程
（核心步骤）
载体
基因表达载体
①用一定的限制酶切割载体，使其出现一个切口
②用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段
③将切下的目的基因片段拼接到载体的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子
基因表达载体的构建
【思考】如果用一种限制酶分别切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶处理后会出现几种产物？
（核心步骤）
自连
片段间的连接
目的基因自连
质粒自连
目的基因与质粒连接
目的基因与目的基因连接
质粒与质粒连接
目的基因
载体
单酶切法缺点：质粒重新环化、目的基因自身环化、质粒与目的基因反向连接
基因表达载体的构建
（核心步骤）
限制酶a切割
a
b
DNA连接酶
连接
限制酶b切割
限制酶a切割
限制酶b切割
a
b
双酶切法
①避免质粒自身环化
②有利于载体与目的基因正向连接，避免反向连接
基因表达载体的构建
4.限制酶的选择原则
（1）不破坏目的基因：切点应位于目的基因两端，如图甲中可选择Pst Ⅰ，而不选择Sma Ⅰ
（2）保留标记基因、启动子、终止子、复制原点：所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择Sma Ⅰ
至少要保留一个标记基因，以用于重组DNA的鉴定和筛选
（核心步骤）
基因表达载体的构建
（3）确保出现相同黏性末端原则
切割目的基因与质粒所选的限制酶应产生相同的黏性末端
①可以选择与切割目的基因相同的限制酶切割质粒，如图中Pst Ⅰ
②为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接（或为了保证目的基因和质粒发生定向连接），应使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图也可选择Pst Ⅰ和EcoR Ⅰ两种限制酶
（核心步骤）
将目的基因导入受体细胞
根据受体细胞和载体的不同，所采用的导入方法也不同
1.植物细胞
（1）花粉管通道法（我国科学家独创）
适用生物：开花植物
①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中
②在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊
将目的基因导入受体细胞
（2）农杆菌转化法（采用最多）
转化：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（实质是基因重组）
① 农杆菌特点
能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力
农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上
②利用农杆菌进行转化的思路
将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞
将目的基因导入受体细胞
③过程
目的基因
Ti质粒
表达载体
构建
农杆菌
转入
植物细胞
导入
植物细胞
染色体DNA
插入
新性状植株
表达
将目的基因导入受体细胞
2.动物细胞
（1）常用方法：显微注射法
（2）受体细胞：受精卵
体积大、易操作、全能性高、易培养成完整个体
构建基因表达载体并提纯
（2）过程
利用显微注射将基因表达载体注入动物的受精卵中
早期胚胎培养
胚胎移植
获得具有新性状的动物
将目的基因导入受体细胞
3.微生物细胞
（1）常用方法：Ca2+处理法
（2）受体细胞：常用原核细胞（大肠杆菌应用最为广泛）
原因：生理结构和遗传物质简单，生长繁殖快，对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作
（3）过程
使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态细胞）
Ca2+处理细胞
将重组的基因表达载体导入其中
Ca2+的作用：增加细胞壁的通透性
目的基因的检测与鉴定
目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
分子水平的检测
个体水平的鉴定
目的基因的检测与鉴定
1.分子水平检测
（1）转基因生物的DNA上是否插入了目的基因——利用PCR等技术检测
【例】检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因
提取
DNA
转基因棉花
PCR
是否扩增出目的基因
利用 Bt 基因的核苷酸序列设计引物
M：marker
1-6：转基因棉花
7：非转基因棉花
8：阴性对照
电泳
目的基因的检测与鉴定
（2）目的基因是否转录出mRNA——利用PCR等技术检测
【例】检测 Bt 基因是否转录出 mRNA
提取棉花细胞 mRNA
逆转录
得到 cDNA
用以 Bt 基因序列设计的引物进行 PCR 扩增
电泳
检测
Bt
M3
C0
T-9
T-2
T-51
T-5
T-23
T-11
T-20
T-21
T-34
T-10
10个 PCR 阳性棉花植株中，有四株 Bt 基因发生转录
目的基因的检测与鉴定
DNA分子杂交技术
（1）提取目的基因的DNA片段用放射性同位素标记，作为基因探针
（2）使探针与转基因生物基因组杂交，若出现杂交带，则导入成功
变性
目的基因的检测与鉴定
（3）目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交
【例】检测 Bt 基因是否翻译出 Bt 抗虫蛋白
从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，若出现杂交带，则目的基因成功翻译出蛋白质
目的基因的检测与鉴定
2.个体生物学水平鉴定
（1）生物体是否表达出目标性状及其表达水平——抗虫性、抗旱性、抗病性检测
【例】通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定 Bt 基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度
（2）基因工程产品的功能活性——比较基因工程产品与天然产品的功能活性
目的基因的检测与鉴定
个体水平检测的具体方法及成功标志
转基因生物 鉴定方法 成功标志
抗虫植物 饲喂害虫（抗虫接种实验） 害虫死亡
抗病毒（菌植物） 病毒（菌）接种实验 未染病
抗盐植物 浇灌一定浓度的盐水 正常生长
抗除草剂植物 喷洒一定浓度的除草剂 正常生长
获取目的基因产物的转基因生物 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 功能、活性正常
课堂小结
目的基因的筛选与获取
基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用
载体进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化
才能确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传和正确表达
前提
核心
关键
保证
随堂练习
1.γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coli A,构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E.coli B。下列叙述正确的是( )
A.由图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB
B.E.coli B发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能
C.E.coli A和E.coli B都能高效降解γ-氨基丁酸
D.可以用其他酶替代Nco Ⅰ和Kpn Ⅰ构建重组质粒
解析：由题图可知，题图中通过PCR技术从酿酒酵母S中扩增得到目的基因gadB,未表明可以从酿酒酵母S中直接分离得到目的基因gadB,A错误；L-谷氨酸钠是生产γ-氨基丁酸的原料，作用不是提供能量，B错误；由题可知，E.coli B是E.coli A经基因工程改造后能高效生产γ-氨基丁酸的菌株，C错误；质粒和目的基因两侧可能会含有其他限制酶的识别位点，故可以用其他酶代替Nco Ⅰ和Kpn Ⅰ构建重组质粒，D正确。
D
随堂练习
2.由于某目的基因酶切后的末端为平末端，载体E只有产生黏性末端的酶切位点，需借助中间载体P将目的基因接入载体E。据图分析，下列叙述正确的是( )
A.通过PCR扩增获取目的基因是基因工程
的核心步骤
B.为了便于该目的基因接入载体E,可用
限制酶Xho Ⅰ和Sma Ⅰ切割载体P
C.载体P只能作为中间载体，是因为其没有表达该目的基因的启动子与终止子
D.若受体细胞表现出抗性基因的相应性状，表明重组载体成功导入受体细胞
C
随堂练习
解析：基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，不是通过PCR扩增获取目的基因，A错误；由于载体E只有产生黏性末端的酶切位点，要使用中间载体P将目的基因接入载体E,同时防止载体自身环化，需要用两种限制酶分别切割载体E和中间载体P,据图可知，中间载体P和载体E均含有Xho Ⅰ和Pst Ⅰ识别序列，故可选用Xho Ⅰ和Pst Ⅰ进行酶切，载体P的这两种酶识别序列中含有EcoR V识别位点，并且其切割产生平末端，可以用于连接目的基因，Sma Xho Ⅰ和Pst Ⅰ虽然也能切割得到平末端，但是其识别位点没有位于Xho I和Pst Xho Ⅰ和Pst Ⅰ识别位点之间，故不能选择其对中间载体P进行切割，B错误；由图可知，载体P是中间载体，不含有表达该目的基因的启动子与终止子，C正确；受体细胞表现出抗性基因的相应性状，可能是导入了重组质粒，也可能只导入了空质粒(不含目的基因的质粒),D错误。
随堂练习
3.研究者利用生物技术培育出了乳铁蛋白肽和人干扰素的双转基因奶牛新品种，现分别将含有乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因的DNA片段制成探针，分别与从转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的RNA进行杂交，结果如下表所示。下列说法错误的是( )
A.乳铁蛋白肽基因只在转基因奶牛的乳腺细胞中表达
B.人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达
C.表中两种基因探针所含的脱氧核苷酸的种类不同
D.乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因都是有遗传效应的DNA片段
C
探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞
乳铁蛋白肽基因探针 出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带
人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带
随堂练习
解析：由题意可知，利用乳铁蛋白肽基因探针分别与不同细胞中的RNA进行杂交，发现只有乳腺细胞能出现杂交带，说明该基因只在转基因奶牛的乳腺细胞中表达，A正确；利用人干扰素基因探针分别与不同细胞中的RNA进行杂交，发现三种细胞都能出现杂交带，说明该基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达，B正确；两种基因探针所含的脱氧核苷酸的种类相同，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，D正确。
感谢各位的聆听
人教版（2019）选择性必修三
