3.2.2基因表达载体的构建课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦基因表达载体的构建，通过情境示意图分析和预习检测导入，衔接基因工程工具酶知识，以步骤分解、组成功能解析为支架，帮助学生理解构建目的、组成及过程。 其亮点在于结合科学思维与探究实践，通过限制酶选择原则归纳、不同酶切方案例题分析，培养学生基于证据的逻辑判断能力，注重结构与功能观。学生能提升解决实际问题能力，教师可利用系统习题和解析优化教学。

第2课时 基因表达载体的构建 1 基因表达载体的构建——转基因的核心工作 1.构建目的:使目的基因在____________________，并且遗传给下一 代，同时使目的基因能够________________。 2.基因表达载体的组成:________、目的基因、________、_________ ___等。 受体细胞中稳定存在 表达和发挥作用 启动子 终止子 标记基因 预 习 梳 理 2 3.构建过程 用一定的________切割载体，使它出现一个切口 用____________或________________的限制酶切割含有目的基因的 片段 利用____________将目的基因片段拼接到载体的切口处 限制酶 同种限制酶 能产生相同末端 连接酶 预 习 梳 理 (1)基因表达载体能协助目的基因在受体细胞中复制。( ) √ (2)基因表达载体的构建至少需要两种工具酶。( ) √ (3)终止子相当于一盏红色信号灯，使翻译在所需要的地方停下来。 ( ) × [解析] 终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来。 (4)载体上的标记基因不一定是抗生素抗性基因。( ) √ 预 习 检 测 4 (5)目的基因必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。 ( ) × [解析] 启动子、终止子与目的基因转录的起始和终止有关，而与其 复制无关。 (6)启动子位于基因的上游，是 聚合酶识别和结合的部位，驱动 基因转录出 。( ) × [解析] 启动子位于基因的上游，是 聚合酶识别和结合的部位,能 驱动基因转录出 。 预 习 检 测 5 任务 基因表达载体的构建 【情境】如图为一个基因表达载体的示意图。 (1)图中 表示的片段是________,位于基因的上游，是 ______________________的部位，驱动基因__________ ________。 启动子 聚合酶识别和结合 转录出 (2)终止子使______在需要的地方停下来，位于基因的 转录 有特殊序列结构的 下游。启动子、终止子本质上是一段_______________________片段。 任 务 活 动 6 (3)标记基因的作用是______________________________ _____________________________________。 鉴别受体细胞中是否含有目的基 因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 (4)复制原点是 复制的起始位点。该片段中______碱 基对较多，氢键数量相对较少，不稳定， 容易解旋。 (5)目的基因要添加在________________之间才能被转录。 启动子和终止子 任 务 活 动 7 【资料】阅读教材P80“基因表达载体构建模式图”。 (1)构建基因表达载体时需要使用的工具酶为____________________。 (2)切割目的基因和质粒的限制酶________(填“一定”或“不一定”)相同， 但要确保切割后产生的末端______(填“相同”或“不相同”)。 限制酶和连接酶 不一定 相同 (3)一般来说，构建基因表达载体时，常用两种不同的限制酶对质粒 和含目的基因的 片段进行切割，原因是如果用同种限制酶切割， 会导致________________________________________________等问题。 目的基因或质粒的自身环化、目的基因不能定向连接 任 务 活 动 8 选择限制酶的基本原则 ①切割目的基因时，能切下目的基因且不破坏目的基因。 ②切割质粒时，至少保留一个完整的标记基因，便于筛选。 ③利用“双酶切法”。优点是防止目的基因环化；避免目的基因与载 体反向连接。 ④利用“同尾酶”获得相同的黏性末端。 任 务 活 动 9 例1 基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，是成功的关键， 下列相关说法不正确的是( ) A.构建基因表达载体的目的包括使目的基因在受体细胞中能稳定存 在且遗传给下一代 B.基因工程中使用的标记基因有许多种，有的标记基因是质粒上固 有的 C.一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码子和 终止密码子等结构 D.基因表达载体中的复制原点是质粒 复制的起点 √ 任 务 活 动 10 [解析] 构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存 在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作 用，A正确；质粒上的标记基因有的是其本身固有的，有的是人为加 上去的，B正确；一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、 启动子和终止子等结构，C错误；基因表达载体中的复制原点是质粒 复制的起点，没有复制原点，质粒 就不能自我复制，D正确。 任 务 活 动 11 ［题后归纳］启动子、终止子、起始密码子、终止密码子的比较 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 位 置 位于 分子上 _____________________________________________________________________________ 位于 上 ________________________________________________________________________________ 作 用 启动转录 终止转录 翻译的起点 翻译的终点 任 务 活 动 12 例2 用氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因 作为标记基 因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的 片段和用不同限制酶酶 切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列 叙述错误的是( ) A.若用 酶切，目的基因转录的产物可能不同 B.若用Ⅰ酶切，在含 (四环素)培养基中的菌落， 不一定含有目的基因 C.若用Ⅰ酶切，可通过 凝胶电泳技术鉴定质 粒中是否插入目的基因 D.若用Ⅰ酶切，携带目的基因的受体菌在含 (氨苄青霉素)和 的培养基中能形成菌落 √ 任 务 活 动 13 [解析] 图中质粒内，氨苄青霉素抗性基 因内含有Ⅰ和 Ⅰ的酶切位点， 四环素抗性基因内含有 、 Ⅰ和Ⅰ的酶切位点。若用 酶 切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能不同， A正确。 若用 Ⅰ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因，因 此在含 (四环素) 培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确。插 入目的基因的质粒的大小与原质粒不同， 凝胶电泳技术可以分离不 同大小的片段，能够鉴定质粒中是否插入目的基因，C正确。 Ⅰ 任 务 活 动 14 的酶切位点位于四环素抗性基因中，若 用 Ⅰ酶切，重组质粒中含氨苄青霉素 抗性基因，因此携带目的基因的受体菌 在含 (氨苄青霉素)的培养基中能形 成菌落，在含 的培养基中不能形成菌 落，D错误。 任 务 活 动 备用习题 16 1. 基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因 和质粒，以便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别 序列和切点是—G↓GATCC—；限制酶Ⅱ的识别序 列和切点是—↓GATC—。据图判断， 下列操作正 确的是（ ） A. 质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 B. 质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 C. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割 D. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 √ 备 用 习 题 [解析]限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—， 限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—，可知限制 酶Ⅱ能够识别和切割限制酶Ⅰ的识别序列；目的基因 的右端是限制酶Ⅱ的识别序列和切点，目的基因左 端是限制酶Ⅰ的识别序列和切点，故只有用限制酶Ⅱ才能将目的基因切割下来。质粒有GeneⅠ 和GeneⅡ 两种标记基因，分别有限制酶Ⅱ的识别序列和限制酶Ⅰ的识别序列。如果用限制酶Ⅱ切割，则GeneⅠ和GeneⅡ都被破坏，造成重组质粒无标记基因。用限制酶Ⅰ切割，则会破坏GeneⅡ，保留完整的GeneⅠ，其黏性末端和切割目的基因产生的黏性末端相同，可以连接形成重组DNA，A正确。 备 用 习 题 2.下表为四种限制酶所识别的核苷酸序列及相应的切割位置(箭头所指)，下列叙述正确的是（    ） 限制酶种类 序列及切点 ①Eco RⅠ ↓　　 5'—GAATTC—3' 3'—CTTAAG—5'　　 ↑ ②Bam HⅠ ↓　　 5'—GGATCC—3' 3'—CCTAGG—5'　 　 ↑ ③Bgl Ⅱ ↓　　 5'—AGATCT—3' 3'—TCTAGA—5'　　 ↑ ④Not Ⅰ ↓　　 5'—GCGGCCGC—3' 3'—CGCCGGCG—5'　 　 ↑ 备 用 习 题 A. ①②③④均可催化磷酸二酯键和氢键断裂，形成黏性末端 B. ①切出的 DNA 片段，只有用 E.coli DNA连接酶才能连接起来 C. ②③切出的末端连接的片段，不能再被②或③识别切割 D. 构建基因表达载体时，用②③进行双酶切，可防止目的基因与载体的反向连接 √ 备 用 习 题 [解析] ①②③④均为限制酶，可催化磷酸二酯键的断裂，不能催化氢键的断裂，且均形成黏性末端，A错误；①切出的 DNA 片段带有黏性末端，用 E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶均能连接起来，B错误；②③切出的黏性末端相同，用DNA连接酶连接后形成的片段的碱基序列为—GGATCT ,因而不能再被②或③识别切割，C正确；构建 CCTAGA— 基因表达载体时，用②③进行双酶切，不能防止目的基因与载体的反向连接，因为这两种限制酶切出的黏性末端是相同的，D错误。 备 用 习 题 3.科研人员想利用发绿色荧光的大肠杆菌来快捷检测出水中的毒物，将毒物诱导型启动子S插入图示质粒的P区，构建基因表达载体前需要利用PCR技术扩增启动子S。据图分析，下列叙述错误的是（     ） 备 用 习 题 A．扩增启动子S时，所用引物I上最好有限制酶Xho I的识别序列 B．若该重组质粒能随大肠杆菌稳定遗传，则图示质粒还应有复制原点 C．为了便于筛选，所选用大肠杆菌原本不能具有抗氨苄青霉素的特性 D．启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，两者的结合不受外因影响 √ 备 用 习 题 [解析] PCR扩增启动子S时，图中引物I、 Ⅱ应分别加入Xho I、BamH I的识别序列， A正确；质粒在大肠杆菌内稳定遗传， 必须能自我复制，而复制原点是质粒自 我复制必须具备的片段，B正确；氨苄青霉素抗性基因是标记基因，可使用添加氨苄青霉素的培养基筛选转入重组质粒的菌株，但所选用的大肠杆菌原本不能具有抗氨苄青霉素的特性，C正确；启动子S是毒物诱导型启动子，说明RNA聚合酶与启动子的结合受外界因素的影响，D错误。 备 用 习 题 4.某生物的W基因可编码一种营养价值极高的W物质。为了大批量获得W物质，某研究小组构建了W基因的表达载体，并利用工程菌生产W物质。质粒、含W基因的DNA片段及有关限制酶识别序列和切割位点如图所示。回答下列问题： 限制酶 BamH I EcoR I Mfe I Kpn I Hind Ⅲ 识别序列和切割位点（5'→3'） G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT 备 用 习 题 (1)质粒作为常用的运载体，其特点有 （答出2点）。 限制酶 BamH I EcoR I Mfe I Kpn I Hind Ⅲ 识别序列和切割位点（5'→3'） G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT 具有一个至多个限制酶切割位点、有标记基因、能在受体细胞内复制 [解析]质粒作为常用的载体，其特点有具有一个至多个限制酶切割位点、具有标记基因、能在受体细胞内复制等。 备 用 习 题 (2)若图中W基因的转录方向是从左向右，结合图甲和图乙分析，应使用限制酶 切割图中质粒，使用限制酶 切割图中含W基因的DNA片段。不能选择BamH I切割质粒和含W基因的DNA片段的理由是 。 限制酶 BamH I EcoR I Mfe I Kpn I Hind Ⅲ 识别序列和切割位点（5'→3'） G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT Mfe I、Hind Ⅲ EcoR I、Hind Ⅲ BamH I会切割质粒的启动子，导致重组DNA分子（W基因）无法转录 备 用 习 题 [解析]结合图甲和图乙分析，BamH I会切割质粒的启动子，导致重组DNA分子（W基因）无法转录；EcoR I会在2个位点切割质粒，从而影响重组DNA分子的构建；Mfe I会切割W基因，使用Kpn I可能会使W基因和质粒反向连接，故应使用限 制酶Mfe I、Hind Ⅲ切割图中质粒， 使用限制酶EcoR I、Hind Ⅲ切割图 中含W基因的DNA片段。 限制酶 BamH I EcoR I Mfe I Kpn I Hind Ⅲ 识别序列和切割位点（5'→3'） G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT 备 用 习 题 (3)若图中W基因的转录方向是从左向右，则W基因转录的模板链是 （填“甲链”或“乙链”）。利用PCR技术对W基因进行扩增的原理是 。 [解析]若W基因的转录方向是 从左向右，则mRNA链的 合成方向为从左向右5'→3'， 与乙链从左向右3'→5'互补， 故W基因转录的模板链是乙链。利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA的半保留复制。 乙链 DNA半保留复制 限制酶 BamH I EcoR I Mfe I Kpn I Hind Ⅲ 识别序列和切割位点（5'→3'） G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT 备 用 习 题 (4)研究人员利用W基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA，已知其mRNA的序列为5'—UGAACGCUA…（中间序列）…GUCGACUC G—3‘。为了便于将扩增后的基因和载体连接构建重组质粒，用于PCR扩增的引物应为 。 A．5'—GAATTCTGAACG—3' B．5'—AAGCTTCGAGTC—3' C．5'—GAATTCCGAGTC—3' D．5'—AAGCTTTGAACG—3' AB 限制酶 BamH I EcoR I Mfe I Kpn I Hind Ⅲ 识别序列和切割位点（5'→3'） G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT 备 用 习 题 [解析]已知W基因的mRNA的序列为5'—UGAACGCUA…（中间序列）…GUCGACUCG—3'，其经逆转录得到的cDNA的序列为5'—CGAGTCGAC…（中间序列）…TAGCGTTCA—3'，利用PCR技术对cDNA进行扩增，PCR过程需要两种引物，它们能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合，并具有EcoR I、Hind Ⅲ识别序列，故 PCR扩增时所需引物的碱基序列为 5'—GAATTCTGAACG—3'，5'—A AGCTTCGAGTC—3'，A、 B正确。 限制酶 BamH I EcoR I Mfe I Kpn I Hind Ⅲ 识别序列和切割位点（5'→3'） G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT 备 用 习 题 练习册 32 [1~9题每题2分，共18分］ 1.［2024·北京四中高二期中］基因工程的核心是构建表达载体，下 列不属于载体作用的是( ) A.防止目的基因被受体细胞中的限制酶“切割” B.能协助目的基因在受体细胞中复制 C.含有启动子和终止子协助目的基因表达 D.具有标记基因，便于筛选含重组 的受体细胞 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 33 [解析] 载体不能防止目的基因被受体细胞中的限制酶“切割”，A错 误；基因表达载体中有复制原点，目的基因会随着载体的复制而复 制，B正确；基因的表达过程包括转录和翻译，基因表达载体中的启 动子是 聚合酶识别和结合的位点，能控制转录的开始，而终止 子控制着转录的结束，C正确；载体具有标记基因，便于重组 分 子的鉴定和筛选，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 34 2.下列有关构建基因表达载体的说法，错误的是( ) A.构建基因表达载体需要用到限制酶和 连接酶 B.用不同种类的载体构建基因表达载体时，载体的处理方法相同 C.基因表达载体中启动子位于基因的上游，是 聚合酶识别和结 合的部位 D.抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是 否导入了目的基因 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 35 [解析] 构建基因表达载体需要用到限制酶切割获取目的基因，再用 连接酶，将目的基因与载体连接起来，A正确；用不同种类的载 体构建基因表达载体时处理方法是有差别的，B错误；启动子位于基 因的上游，是 聚合酶识别和结合的部位，C正确；抗生素抗性基 因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基 因，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 36 3.［2024·山东滨州高二联考］构建基因表达载体过程中，为保证目 的基因与质粒正确连接一般选用两种限制酶，下列说法错误的是 ( ) A.选择的原则之一是酶切后目的基因两端的黏性末端不同，质粒两 端的黏性末端也不同 B.两种限制酶的识别序列不同也可能出现目的基因和质粒的反向连接 C.每个正确连接的基因表达载体的构建伴随两个磷酸二酯键的形成 D.为避免破坏目的基因等关键组件的结构，可能会用到三种或四种 限制酶 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 37 [解析] 目的基因两端的黏性末端不同，被切开的质粒两端的黏性末 端也不同，可以避免目的基因与质粒反向连接，还能避免目的基因 和质粒的自身环化，A正确；两种限制酶的识别序列不同，若是切割 后产生相同的黏性末端，也可能出现目的基因和质粒的反向连接，B 正确；每个正确连接的基因表达载体的构建伴随四个磷酸二酯键的 形成，C错误；构建基因表达载体时，要保证目的基因、启动子、终 止子等关键组件结构的完整性，故获取目的基因和载体时可能需要 用到三种或者四种限制酶，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 38 4.［2025·湖南长沙高二月考］某基因表达载体构建过程中，需将目 的基因1和目的基因2按照下图所示导入整合区域。用四种产生的黏 性末端各不相同的限制酶将目的基因1和目的基因2切割，先后插入 质粒时，最佳的限制酶使用方案是( ) A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 39 [解析] 若使用①③或①④，目的基因1两端都是酶1切割产生的黏性 末端，当将目的基因1和目的基因2先后插入 质粒时，目的基因1可 能会因为两端黏性末端相同而反向插入，A、B错误。②中目的基因 1一端是酶1切割产生的黏性末端，另一端是酶2切割产生的黏性末端； ③中目的基因2一端是酶1切割产生的黏性末端，另一端是酶4切割产 生的黏性末端，这样将目的基因2插入 质粒时，可能会将目的基因 1切除，C错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 40 若使用②④，目的基因1两端分别是酶1和酶2切割产生的黏性末端， 目的基因2两端分别是酶3和酶4切割产生的黏性末端。 用不同的酶 切割产生不同的黏性末端，这样在将目的基因1和目的基因2先后插 入 质粒时，目的基因不会反向插入，所以该方案可行，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 41 5.［2024·山东菏泽一中高二月考］图甲为某种质粒简图,图乙表示某 外源 上的目的基因,小箭头所指分别为限制性内切核酸酶、 、Ⅲ、 Ⅰ的酶切位点。下列有关叙述错误的是( ) 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 42 A.在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源 的切割,则 可选 B.如果将一个外源分子和一个质粒分别用 酶切后,再用 连接酶连接,形成一个含有目的基因的重组,此重组 中 酶切位点有1个 C.为了防止目的基因自身环化,酶切时可使用和 两种 限制酶同时处理 D.一个如图甲所示的质粒分子经 切割后,含有2个游离的磷酸 基团 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 43 [解析] 由题图分析可知，目的基因两侧都有限制酶 的酶切位 点,且质粒也含有限制酶 的酶切位点,所以在基因工程中若只用 一种限制酶完成对图示质粒和外源的切割,可选 ,A正确;如 果将一个外源分子和一个质粒分别用酶切后,再用 连 接酶连接,形成一个含有目的基因的重组,此重组中 酶 切位点有2个,B错误;为了防止目的基因自身环化,酶切时可使用 和 两种限制酶同时处理,C正确;一个如图甲所示的质 粒分子经 切割后,产生两个黏性末端,含有2个游离的磷酸基团, D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 44 6.科研人员将目的基因 与质粒构建基因表达载体，该质粒的部分结 构如图所示，下列叙述错误的是( ) 注：、、、 表示引物。 A.除图中标出的结构外，质粒还需具备的结构有复制原点、标记基因、限制酶切割位点等 B.与图中启动子结合的酶是 聚合酶 C.用检测 基因连接到质粒中且方向正确可选用的一对引物是和 D.通过启动子的位置和引物的方向可判断该融合基因转录的模板是 链 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 45 [解析] 题图中有启动子和终止子，因此 质粒还需具备的结构有限制酶的切割位 点、标记基因、复制原点等，A正确； 启动子是聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 ，B 正确；进行 检测时，若仅用一对引物，在该对引物的引导下，合成 的片段应包括基因序列，且为了确定 基因连接到质粒中的方向正确， 应选择图甲中的引物和或与 ，C正确；根据图中启动子和终止 子的位置可知转录方向是从左向右，对应的模板链方向应该是端 端，因此 链为转录的模板，D错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 46 7.［2025·安徽阜阳高二月考］由于某目的基因酶切后的末端为平末 端，而载体只有产生黏性末端的酶切位点，需借助中间载体 将目 的基因接入载体 。据图分析，下列叙述错误的是( ) 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 47 A.基因工程的核心步骤是构建基因表达载体 B.为了便于该目的基因接入载体，可用 限制酶或 Ⅰ切割载体 C.载体 只能作为中间载体，因为其没有 表达该目的基因的启动子与终止子 D.为防止载体自身环化，可选用Ⅰ和 Ⅰ对重组载体和载体 进行酶切 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 48 [解析] 基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，A正确；由于 载体只有产生黏性末端的酶切位点，要使中间载体接入载体 ，同 时防止载体自身环化，需要用两种限制酶分别切割载体 和中间载 体，据题图可知，中间载体和载体均含有 Ⅰ和 Ⅰ的识别序列， 故可选用Ⅰ和 Ⅰ进行酶切，载体 的这两种酶识别序列中含有 识别位点，并且其切割的为平末端，可以用于连接目的基 因，Ⅰ虽然也能切割得到平末端，但是其识别位点没有位于 Ⅰ 和Ⅰ识别位点之间，故不能选择其对中间载体 进行切割，B错误， D正确；由题图可知，载体 不含有表达目的基因的启动子和终止子， 故其只能作为中间载体，C正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 49 8.［2024·山东昌乐一中高二月考］经研究发现， 基因位于 某种环状分子中。将 基因导入马铃薯,使之表达即可获 得抗 病毒的马铃薯。下图表示构建基因表达载体的过程，相关酶 切位点如表所示。下列说法错误的是( ) 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 Ⅱ Ⅰ ________________________ _______________________ ______________________________ _____________________ A.推测酶的功能与 聚合酶类似 B.由步骤③获取的目的基因有1个黏性末端 C.步骤④应选用的限制酶是和 Ⅰ D. Ⅱ基因可能是用于筛选的标记基因 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 51 [解析] 由题图可知，步骤②中用 酶处 理后，黏性末端变成平末端，说明 酶 可以将单链补全成双链，推测 酶 的功能与 聚合酶类似，A正确；据题图 可知，由步骤③获取的目的基因一端为平末端，一端为黏性末端，B正 确；由于目的基因只有一个黏性末端，质粒是顺时针转录，且步骤③是 用酶处理获取的目的基因，所以使用和 Ⅰ切割会导 致目的基因反向插入质粒中，无法转录,而 Ⅱ与 切出的黏性 末端相同，故步骤④中选用的限制酶应是 Ⅱ和 Ⅰ，C错误； 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 52 基因表 达载体中除含有目的基因、启动子和终止子等组件外,还应有 标记基因，据题图推测， Ⅱ基因可能是用于筛选的标记基因， D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9.在构建基因表达载体时，传统方法 常受限于限制酶识别序列。科研人 员研发了新的 重组方法: 技术。该技术关键是要在 目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的 序列(即同源序列)，然 后用 酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质 粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。主要操作过程如图所示。下列 叙述错误的是( ) 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 54 A.推测 酶的作用是识别 同源序列、形成黏性末端、连接磷 酸二酯键 B.载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与线性化质粒反向连接 及自身环化 C.形成重组质粒时，如果温度远高于 ，黏性末端的碱基不容易互补 配对 D.该技术无须识别特定切割位点，需识别目的基因与线性化质粒的同 源序列 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 55 [解析] 由题意可知，用 酶 处理，使同源序列形成黏性末端，最终 形成的重组质粒会在受体细胞内形成完 整的重组序列，推测 酶的作 用是识别同源序列、形成黏性末端，不具有连接磷酸二酯键的作用，A 错误；载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与线性化质粒反向 连接及自身环化，B正确；重组质粒形成时如果温度远高于 ，氢键 不容易形成，黏性末端的碱基不容易互补配对，C正确；结合题图可知， 该技术无须识别特定切割位点，用 酶处理，使同源序列形成 黏性末端，故需识别目的基因与线性化质粒的同源序列，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 56 10.(12分)［2025·辽宁沈阳高二月考］工程菌是指用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系。下图是利用大肠杆菌生 产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 57 (1)(5分)启动子是____________的识别和结合部位。图中胰岛素基因 以___链作为模板进行转录。构建基因表达载体时一般至少需要两种 限制酶，以防止________________________和___________________ _____。为了便于重组质粒的筛选和鉴定,重组质粒上应具有________ ___。 聚合酶 A 质粒或目的基因自身环化 目的基因与质粒反向 连接 标记基因 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 58 [解析] 启动子位于上，是 聚合酶的识别和结合部位；分析 题图可知，胰岛素基因转录的方向为从左到右，且是从 的 ，链的端为 端，故胰岛素基因以A链作为模板进行 转录；构建基因表达载体时一般至少需要两种限制酶，以防止质粒 或目的基因自身环化及目的基因与质粒反向连接。为了便于重组质 粒的筛选和鉴定，重组质粒上应具有标记基因。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 59 (2)(2分)为使胰岛素基因能够在大肠杆菌中表达出正确的蛋白质，获 取目的基因时通常先________________________，然后再通过逆转 录得到胰岛素基因。 提取胰岛B细胞中的 [解析] 逆转录是以为模板，合成 的过程，故为使胰岛素 基因能够在大肠杆菌中表达出正确的蛋白质，获取目的基因时通常 先提取胰岛B细胞中的 ，然后再通过逆转录得到胰岛素基因。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 60 (3)(5分) 扩增胰岛素基因，为了使目的基因与载体能正确连接， 需要在引物的___端添加限制酶______________的识别序列； 次循 环后，至少消耗引物__________个。 和Ⅰ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 61 [解析] 扩增胰岛素基因的前提是获得一段已知目的基因的序列， 以用于特异性制备 扩增需要的引物，目的基因与质粒连接时，需 要将目的基因连接到质粒的启动子和终止子之间，它们之间含有 、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ识别序列，但 Ⅰ、 Ⅰ在 目的基因中也含有识别序列，若用它们切割，会破坏目的基因，若选 择Ⅰ则会破坏质粒上的标记基因，所以为使 产物与质粒正确连 接，设计引物时可将限制酶和 Ⅰ的识别序列添加在对应引 物的端(子链延伸方向是 )；每合成一条新链会消耗一个引 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 62 物，次循环后一共有 条链，其中有两条母链不需要消耗引物， 故次循环后，至少消耗引物 个。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 预习梳理 夯基础 1.受体细胞中稳定存在 表达和发挥作用 2.启动子 终止子 标 记基因 3.限制酶 同种限制酶 能产生相同末端 <m></m>连接酶 预习检测 判正误 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× 答 案 速 查 64 任务活动 提素养 任务 基因表达载体的构建 (1)启动子 <m></m>聚合酶识别和结合 转录出<m></m> (2)转录 有特 殊序列结构的<m></m> (3)鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将 含有目的基因的细胞筛选出来 (4)<m></m> (5)启动子和终止子 (1)限制酶和<m></m>连接酶 (2)不一定 相同 (3)目的基因或质粒的 自身环化、目的基因不能定向连接 反馈评价 例1 C 例2 D 答 案 速 查 备用习题 1.A 2.C 3.D 4. (1) 具有一个至多个限制酶切割位点、有标记基因、 能在受体细胞内复制 (2)Mfe I、Hind Ⅲ EcoR I、Hind Ⅲ BamH I 会切割质粒的启动子，导致重组DNA分子（W基因）无法转录 (3)乙 链 DNA半保留复制 (4)AB 练习册 基础巩固练 1.A 2.B 3.C 4.D 5.B 6.D 7.B 8.C 9.A 综合应用练 10.(1)<m></m>聚合酶 A 质粒或目的基因自身环化 目的基因与质粒 反向连接 标记基因 (2)提取胰岛B细胞中的<m></m> (3)<m></m> <m></m>和<m></m>Ⅰ <m></m> 答 案 速 查 $