3.1 基因表达载体的构建-2023-2024学年高二下学期生物苏教版选择性必修三

情景启思 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。你知道获得了足量的Bt基因后，是否能直接将Bt基因导入棉花细胞？ 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？ 情景启思 游离的DNA片段进入受体细胞，一般会直接被分解。 即使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。 不能 复制原点 质粒的结构 目的基因插入位点 氨苄青霉素抗性基因(标记基因) 一、基因表达载体的组成 基因表达载体 1.结合基因表达载体模式图分析以下问题： (1)图中a、b、c分别代表什么结构？作用是什么? (2)为什么目的基因要插入启动子和终止子之间？ 合作探究1：基因表达载体的组成 a为启动子、b为终止子、c为复制原点。 启动子位于目的基因的首端使转录开始，是RNA聚合酶识别、结合的部位；终止子位于目的基因的尾端，使转录终止；只有顺序正确，目的基因才能正常转录。 (3)启动子和终止子与起始密码子和终止密码子是一回事吗？ 不是一回事，启动子和终止子位于DNA上，是基因表达载体必需的部分。 而起始密码子和终止密码子位于mRNA上，决定翻译的开始和结束。 一、基因表达载体的组成 目的基因：能控制表达所需要的特殊性状 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 终止子： 位置：基因的下游 功能：终止转录 标记基因：便于重组DNA分子的筛选和鉴定。 基因表达载体的构建过程 二、基因表达载体的构建过程 + DNA连接酶 小组活动：尝试构建基因表达载体的物理模型 1.若用同一种限制酶切割（单酶切）后获得的干扰素基因与载体混合，并用DNA连接酶处理后，会出现几种结果？单酶切有什么缺点? EcoR I 补充说明：（剪刀模拟限制酶，透明胶带模拟DNA连接酶） 载体 目的基因 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 反向连接 1 1’ 2 2’ 1 2 2’ 1’ 2 1’ 1 2’ 正向连接 用同种限制酶切割（单酶切）载体和目的基因有什么缺点? ②质粒与目的基因会发生反向连接 ①质粒、目的基因会发生自身环化连接 小组活动：尝试构建基因表达载体的物理模型 小组活动：尝试构建基因表达载体的物理模型 2.若使用二种限制酶（双酶切）后获得的干扰素基因与载体混合，并用DNA连接酶处理后，会出现几种结果？双酶切有什么优点? BamH I EcoR I 1种情况， 并使用 目的基因和载体定向连接 学以致用 1.目的基因导入受体细胞之前，需构建基因表达载体，图甲、乙表示质粒及目的基因所在DNA片段，图中箭头表示相关限制酶的切割位点。 (1)构建基因表达载体时需要使用的工具酶？ (2)用图中质粒和DNA构建基因表达载体时，不能使用SmaⅠ切割，原因？ (3)构建基因表达载体时，可用EcoRⅠ同时切割质粒和DNA，但会导致？ （4）为避免以上问题出现，应使用那两种限制酶 限制酶和DNA连接酶 SmaⅠ会破坏质粒的抗生素抗性基因 和外源DNA中的目的基因 目的基因和质粒的自身环化、目的基因不能定向连接 BamHⅠ和HindⅢ(或EcoRⅠ和Hind Ⅲ) 归纳总结 限制酶的选择原则 归纳总结 归纳总结 （4）归纳总结限制酶的选择原则 a、不能破坏目的基因 b、不能破坏所有的标记基因、启动子、终止子和复制原点 c、切割后目的基因和质粒有相同的黏性末端 （最好采用双酶切：避免自身环化和反向连接） (2)用图中质粒和DNA构建基因表达载体时，不能使用SmaⅠ切割，原因？ SmaⅠ会破坏质粒的抗生素抗性基因 和外源DNA中的目的基因 （4）为避免以上问题出现，应使用那两种限制酶 BamHⅠ和HindⅢ(或EcoRⅠ和Hind Ⅲ) 根据 D 课堂评价1 2. 图甲、乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点，AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述不正确的是 A.在构建重组质粒时，可用PstⅠ和Hind Ⅲ 切割质粒和外源DNA B.在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因 C.若只用PstⅠ处理质粒和外源DNA分子片段，无法避免自身环化和反向连接 D.导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基中生长 1．(多选)(2023·江苏苏州高二期末)某科研小组利用质粒(图甲)和目的基因(图