基因工程的一般过程(1)
基因工程的一般过程与技术
(1) 学习目标
一、知识与技能
1.
简述基因工程基本操作程序，以及各步骤的一般方法、原理。
二、过程与方法 1. 通过具体的情境，引导学生在思索和探究中学习新知识。
2. 充分利用图片、动画等直观教学手段，结合模拟实验的动手操作，准确理解基因工程的一般过程。
三、情感、态度与价值观
1.认同基因工程的基本操作程序以及各部骤的一般方法、原理。
课前导学
（2）基因工程的一般过程
（一）获取目的基因：可以通过 获取目的基因，又可以通过 扩增目的基因，还可以通过 直接人工合成。
1．通过基因文库获取目的基因
（1）基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体细菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的 （不同/相同）基因，称为基因文库。
（2）构建基因文库：
首先：用适当的方法将某一种生物细胞的 切割成大小合适的片段，并
将这些片段与合适的载体进行体简述外重组；
其次：将重组DNA 分子转入相应的宿主，通过 使DNA 片段扩增； 最后：形成含有大量重组体的群体。
1、从基因文库中得到目的基因的方法：根据基因的 、基因的 、 、 以及基因的 等信息，可以直接从基因文库中获得目的基因。
2．通过PCR 技术扩增目的基因：PCR 技术又称为 技术， DNA 、引物、4中脱氧核糖核苷酸、耐热DNA 聚合酶（Taq 酶）。
DNA 在高温下（90~95℃）变性，双链间的氢键断裂成两条单
链。 55~60℃，模板DNA 与引物按碱基互补配对原则结合
70~75℃，耐热DNA 聚合酶以单链DNA 为模板，在引
物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷酸，按5’→3’方向复制出互
补DNA 。
图解：
3.通过化学方法直接人工合成：比较小的目的基因可在了解DNA 分子核苷酸序列的基础上通过DNA 合成仪直接人工合成。
（二）制备重组DNA 分子：
1．目的：是目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，是目的基因能够表达和发挥作用。
2．组成：目的基因+___________+____________+标记基因
（1）启动子：位于目的基因上游的一段核苷酸序列，它本身不
控制基因的活动，而是RNA 聚合酶的__________和__________部
位，其与RNA 聚合酶结合后驱动基因的转录活动，并引起相应蛋白
质的合成。
（2）终止子：载体中终止_______过程的核苷酸序列。
（3）标记基因：为了鉴定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。常用的标记基因是抗
生素抗性基因。
3．构建重组DNA 分子的步骤：
质疑探究 1.1个目的基因通过PCR 技术扩增循环n 次，可得到多少个目的基因？______个。
4.启动子和终止子在基因的表达过程中的作用与遗传密码子中的“起始密码子和终止密码子”的有何区别？
5.目的基因和载体被限制酶切割后，可以形成哪几种连接片段？
反馈矫正
1．下列关于基因工程的叙述中，不正确的是（）A．重组DNA是在体外进行的 B．基因工程又叫做重组DNA技术
C．基因工程是现代生物技术的核心 D．基因工程的受体细胞必须是大肠杆菌等原核生物2．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是 ( )
①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①③ B．①②③ C．②③ D．②
3．在基因工程中，把目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个）放在DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）A．540个B．8100个 C．17280个 D．7560个
4．在已知小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（）A．用mRNA为模板逆转录合成DNA B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C．将工体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选 D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA 5．PCR技术通过对目的基因进行扩增，可以得到大量的目的基因，下面对该技术的叙述，不正确的是（）A．遵循的基本原理是DNA半保留复制和碱基互补配对
B．扩增仪内必须加入引物、原料和DNA聚合酶
C．每扩增一次，温度都要发生90℃→75℃→55℃的变化
D．成指数式扩增，约为2n（n为扩增次数）
6．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是（）
A．a通常存在于细菌体内，目前尚未发现真核生物体内有类似的结构
B．b识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开
C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对
D．若要获得真核生物的d，则一般采用人工合成方法
7．目的基因与运载体结合所需的条件有（）
①同一种限制酶②具有抗性基因的质粒③RNA聚合酶
④目的基因⑤DNA连接酶⑥四种脱氧核苷酸⑦ATP
A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②④⑤⑥⑦
C．①②③④⑤D．①②④⑤⑦
8．下列哪一个不是基因表达载体的组成部分 ( ) A．终止密码 B．目的基因 C．标记基因 D．启动子
9．下列有关基因工程的运载体中标记基因的说法不正确的是（）A．可检测重组DNA分子是否导入了受体细胞
B．可指示哪些细胞是转化细胞
C．可指示运载体中是否插入了外源DNA片段
D．可检测目的基因在受体细胞中是否成功表达
10．以下有关基因工程的叙述，错误的是（）A．马铃薯的叶肉细胞可用作为受体细胞
B．目的基因的成功导入是目的基因在受体细胞中表达的前提
C．采用“基因文库法”获得目的基因是最常用的获得目的基因的方法
D．一般采用同一种限制性内切酶分别处理质粒和含目的基因的DNA
11．有关PCR技术的说法，不正确的是（）A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B．PCR技术的原理是体外模拟DNA的复制
C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列
D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
迁移创新
12．下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程部分示意图，请据图作答。
（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？，为什么？。（2）过程②③必需的酶分别是、。
（3）④过程中需要用到的酶是_____________________________________。通过④和⑤过程可获得大量所需要的相同DNA分子片段，该项技术叫做_____________________。
（4）若A中共有a个碱基对，其中腺嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行5次，至少需要提供鸟嘌呤个。
（5）在利用AB获得C的过程中，必须用切割A和B，再加入，才可以形成C。
（6）在进行基因工程操作过程中，胰岛素基因必需与运载体——质粒结合后才能进入大肠杆菌体内，并且在细菌内增殖。质粒的化学本质是一种。
（7）不同生物间基因的移植成功，说明生物共用一套。
基因工程的一般过程与技术(1)
课前导学
一、基因工程的一般过程
（一）基因文库、PCR、化学方法。
1.（2）整个基因组DNA、宿主细胞的繁殖。
（3）核苷酸序列、功能在染色体上的位置、转录产物、翻译产物。
二、
2.启动子、终止子。(1)识别和结合。(2)转录
质疑探究
1.2n
3.检测和筛选重组细胞
4.启动子可以启动目的基因的转录过程，是质粒上的一段DNA序列，可以和RNA聚合酶结合；启动密码子可以启动翻译过程，是信使RNA上的3个相邻的核苷酸。
终止子可以终止目的基因的转录过程，是质粒上的一段DNA序列；
终止密码子可以终止翻译过程，是信使RNA上的3个相邻的核苷酸。
5.质粒和质粒连接、质粒和目的基因连接、目的基因和目的基因连接
反馈矫正
1~5：BDBBC
6~10：ADADC
11：D
迁移创新
12：（1）不能；人的皮肤细胞中的胰岛素基因不能表达，不能转录得到胰岛素信使RNA
（2）逆转录酶、DNA解旋酶。
(3)DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶PCR技术
（4）31（a-b）
（5）同一种限制性内切酶DNA连接酶（6）环状DNA分子（7）密码子
基因工程基本过程
基因工程基本过程 基因工程（genetic engineering），也叫基因操作、遗传工程，或重组体DNA 技术。它是一项将生物的某个基因通过基因载体运送到另一种生物的活性细胞中，并使之无性繁殖（称之为"克隆"）和行使正常功能（称之为"表达"），从而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。一般说来，基因工程是专指用生物化学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的DNA片段）与载体系统（病毒、细菌质粒或噬菌体）的DNA 结合成一个复制子。这样形成的杂合分子可以在复制子所在的宿主生物或细胞中复制，继而通过转化或转染宿主细胞、生长和筛选转化子，无性繁殖使之成为克隆。然后直接利用转化子，或者将克隆的分子自转化子分离后再导入适当的表达体系，使重组基因在细胞内表达，产生特定的基因产物。 常用的工具酶 限制性内切酶—主要用于DNA分子的特异切割 DNA甲基化酶—用于DNA分子的甲基化 核酸连接酶—用于DNA和RNA的连接 核酸聚合酶—用于DNA和RNA的合成 核酸酶—用于DNA和RNA的非特异性切割 核酸末端修饰酶—用于DNA和RNA的末端修饰 其它酶类--用于生物细胞的破壁、转化、核酸纯化、检测等。 主要过程有为四步： 一．获得目的基因 有多种方法可获得目得基因 1.构建cDNA文库分离目的基因 过程： （1）从真核细胞中提取mRNA，以其为模板，在反转录酶的作用下合成cDNA的第一条链。 （2）以第一条链为模板，以反转录酶或DNA聚合酶Ｉ作用下合成cDNA的第二条链。 （3）在甲基化酶作用下使cDNA甲基化。
（4）接头或衔接子连接。 （5）凝胶过滤分离cDNA。 （6）通过核酸探针法或免疫反应法从cDNA文库中分离特异cDNA克隆。 2.人工化学合成法 适于已知的核苷酸序列且校小的ＤＮＡ片断合成，常用方法有磷酸二酯法、磷酸三酯法、亚磷酸三酯法、固相合成法、自动化合成法等。 过程：先用以上方法合成基因DNA不同部位的两条链的寡核苷短片段，再退火成为两端形成粘性末端的DNA双链片段。然后将这些DNA片段按正确的次序进行退火连接起来形较长的ＤＮＡ片段，再用连接酶连接成完整的基因。 3.利用PCR技术直接扩增目的基因 PCR（Polymerase Chain Reaction）法，又称为聚合酶链反应或PCR扩增技术，已知待扩增目的基因或DNA片段两侧的序列，根据该序列化学合成聚合反应必需的双引物，类似于DNA的天然复制过程，用ＰＣＲ法进行扩增，特异地合成目的cDNA链，用于重组、克隆。 二．载体的选择与制备 1.载体的选择（以质粒为例） ⑴载体必须是复制子。 ⑵具有合适的筛选标记，便于重组子的筛选。 ⑶具备多克隆位点（MCS），便于外源基因插入。 ⑷自身分子量较小，拷贝数高。 ⑸在宿主细胞内稳定性高。 (6)应具有很强的启动子，能为大肠杆菌的RNA聚合酶所识别 (7)应具有阻遏子，使启动子受到控制，只有当诱导时才能进行转录。 (8)应具有很强的终止子，以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的外源基因，而不转录其他无关的基因，且所产生的mRNA较为稳定。 (9)所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号。 2.制备有多种分离质粒的方法，如碱裂解法、煮沸裂解法、层析柱过滤法等。 目前一般使用碱变性法制备质粒DNA。这个方法主要包括培养收集细菌菌体，裂解细胞，将质粒DNA与染色体DNA分开及除去蛋白质和RNA。
八年级生物下册7.2.1基因工程教学设计(新版)济南版
基因工程 教学目标： 知识方面： 1.说出基因工程的原理，并说明“工程菌”的培育过程。 2.举例说明基因工程在工农业生产和医疗等方面的应用。 3.分析转基因生物的安全性。 教育方面： 树立正确的伦理观和价值观 发展方面： 1.通过调查基因工程产品在生活中的应用，提高收集信息、处理信息的能力及语言表达能力。 2.培养学生的想象能力、发散思维能力。 二、教材分析 1.《基因工程》是济南版教程，是八年级下册教科书的最后一章第一节内容。基因工程是20世纪70年代诞生的现代生物学技术，是按照人们的愿望，进行严格的设计，利用分子生物学技术手段，操纵、改造、重建细胞的基因组，从而使生物体的遗传性发生定向变异。 2.百度在网上搜索《基因工程》的相关教学材料作参考，根据教学的重点和难点，确定课堂教学形式和方法。做PPT课件给学生演示。课前找好领悟力强的学生演示工程菌的培育过程，把抽象内容形象化，化难为易，攻破难点。 3.用百度文库搜索转基因的应用，课堂上放给学生，给学生真实的案例展示。用百度文库和百度知道搜索转基因生物的安全性的讨论资料，帮助学生对这一问题形成自己的理解和认识。 4.用百度图片搜索有关转基因科幻画，课堂上放给学生看，培养学生的想象力，发展学生的发散思维能力。 三、教学方法 1.本节内容比较深奥，学生学习起来有一定难度。为了突出教学重点，在教学中我把“工程菌”的培育过程设计成模拟活动的形式，把抽象的内容具体化，有助于学生的理解。 2.在辩论会环节，将“调查和上网查资料”摆在核心地位，让学生通过自己搜寻的资料领悟和感知其中的一些知识。开阔学生的视野，提高学生的积极性，培养学生的自学能力和语言
基因工程与微生物
基因工程与微生物 基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。 一、基因工程的概况 基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基（Waclaw Szybalski）称基因重组技术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯（Daniel Nathans）、亚伯（Werner Arber）与史密斯（Hamilton Smith）时，斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程 二、基因工程的基本步骤 （1）提取目的基因 获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒抗细菌）基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。 目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA 为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，
基因工程主要内容及流程
基因工程制药 姓名：惠霞 学号：2011506024 班级：2011级生技1 班
基因工程制药 一．基因工程制药常用的工具酶： 基因工程的重要特点之—是在体外实行DNA分子的切割和重新连接。例如要取得所需药物之目的基因并要将此特定目的基因与载体DNA连接在—起，在很大程度上要依赖于某些工具酶。 (一) 限制酶(Restriction enzymes) 限制酶即限制性核酸切酶的简称，是一类专一性很强的核酸切酶。与一般的DNA水解酶不同之处在于它们对碱基作用的专一性上及对磷酸二酯键的断裂方式上具有一些特殊的性质。限制酶的种类 Ⅰ型酶：早期提取的酶类，是一类复杂的多功能酶，在基因工程上的应用价值不大。 Ⅱ型酶：相对分子质量较小，为20000～100000，是简单的单功能酶，作用时无需辅助因子或只需Mg2＋。能识别双链DNA上特异的核苷酸序列，底物作用的专一性强，而且其识别序列与切断序列相一致。这类酶对基因工程中的生化操作特别重要。 (二) DNA聚合酶(DNA polymerase) DNA聚合酶是能够催化DNA复制和修复DNA分子损伤的一类酶，这类酶作用时大多数需要DNA模板并且优先作用于DNA模板，也可作用于RNA模板，但效率较低。 1．大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ 2. 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片断Klenow 片断 3. T4噬菌体DNA聚合酶 4. 经修饰的T7噬菌体DNA聚合酶（测序酶） 5. T aqDNA聚合酶及AmpiTaqTMDNA聚合酶 6. 反转录酶
（三）DNA连接酶（DNA ligase）：能将两段DNA拼接起来的酶。 1. T4噬菌体DNA连接酶：催化DNA的5'羟基之间形成磷酸二酯键。 2. 大肠杆菌DNA连接酶：用途较窄，不常用。 （四）基因工程中常用的其他酶 1. 末端脱氧核苷酸转移酶（末端转移酶或TDT酶） 2. T4噬菌体多核苷酸酶 3. 核酸酶（Nuclease） 4. 碱性磷酸酯酶（Alkaline phosphodiesterase）：能催化去除单链或双链DNA和RNA 分子中的5' 磷酸基（脱磷酸作用）。分为细菌碱性磷酸酯酶（BAP），牛小肠碱性磷酸酯酶（CIP）。 二．基因工程制药中常用的克隆载体 载体：能在细胞进行自我复制的DNA分子就是外源DNA片段（基因）的运载体（Vector）,又可称为分子载体或无性繁殖载体。基因工程制药中常用的目的基因克隆载体主要有：质粒、λ噬菌体、M13噬菌体和粘粒。 （一）质粒 1.质粒（Plasmid）是一些存在于微生物细胞染色体外的闭合环状双链的小型DNA分子，是能进行独立复制并保持恒定遗传的辅助性遗传单位。 2 常用的几种质粒载体 （1）pBR322及其衍生载体 pBR322 最早构建成功的较理想载体，分子质量2.6×106u，4.36kb，属松弛型复制，含有两个抗性基因（Tetr和Ampr），已确定32个限制酶切割位点的相对位置。BamH I
高中生物 课时作业(二)基因工程的实施过程(含解析)苏教版选修3
课时分层作业(二) (建议用时：45分钟) [基础达标练] 1．下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是( ) A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少 B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态 C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度 D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液 【解析】将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH。 【答案】 D 2．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( ) A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C．将重组DNA分子导入烟草原生质体 D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 【解析】限制酶一般只切断DNA分子双链，而烟草花叶病毒是RNA病毒，DNA连接酶是连接目的基因和运载体，将重组DNA分子导入烟草原生质体是利用农杆菌转化法，根据能在含除草剂的培养基上能生长的是转基因烟草细胞，所以选A。 【答案】 A 3．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( ) A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 【解析】基因的表达即控制蛋白质的合成，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。 【答案】 D 4．下列有关基因工程技术的正确叙述是( ) A．重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、连接酶、载体
基因工程及其应用完整版
基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？
2019-2020学年人教版选修3 基因工程的基本操作程序 作业
1．2基因工程的基本操作程序 一、选择题 1．(2019·沈阳高二检测)基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是() A．目的基因、限制酶、载体、受体细胞 B．工具酶、目的基因、载体、受体细胞 C．模板DNA、mRNA、质粒、受体细胞 D．重组DNA、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶 解析：选B。基因工程的基本工具是限制酶、DNA连接酶和载体，前两者统称为工具酶；在实际操作中，载体上插入目的基因形成重组载体，然后导入受体细胞。 2．(2019·淮安高二期中)下图中甲、乙表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是() A．甲方法可建立该细菌的基因组文库 B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库 C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料 D．乙方法需要逆转录酶参与 解析：选C。甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，它包括了细菌所有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板和原料。而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编码区，所以组成的是该细菌的cDNA文库。 3．在基因工程中，可依据受体细胞的类型及其生理特性来选择合适的载体，既能高效地携带目的基因进入受体细胞，又能方便地进行检测。已知有以下几类含有不同标记基因的质粒，不可作为侵入大肠杆菌的载体的是(已知青霉素可杀死细菌，四环素不能杀死大肠杆菌)() 答案：B 4．(2019·郑州一中高二期中)我国上海研究所合成了一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物——脑啡呔多糖(类似人体中的糖蛋白)。如要采用基因工程和发酵技术让微生物
基因工程的一般过程(1)
基因工程的一般过程与技术 (1) 学习目标 一、知识与技能 1. 简述基因工程基本操作程序，以及各步骤的一般方法、原理。 二、过程与方法 1. 通过具体的情境，引导学生在思索和探究中学习新知识。 2. 充分利用图片、动画等直观教学手段，结合模拟实验的动手操作，准确理解基因工程的一般过程。 三、情感、态度与价值观 1.认同基因工程的基本操作程序以及各部骤的一般方法、原理。 课前导学 （2）基因工程的一般过程 （一）获取目的基因：可以通过 获取目的基因，又可以通过 扩增目的基因，还可以通过 直接人工合成。 1．通过基因文库获取目的基因 （1）基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体细菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的 （不同/相同）基因，称为基因文库。 （2）构建基因文库： 首先：用适当的方法将某一种生物细胞的 切割成大小合适的片段，并 将这些片段与合适的载体进行体简述外重组； 其次：将重组DNA 分子转入相应的宿主，通过 使DNA 片段扩增； 最后：形成含有大量重组体的群体。 1、从基因文库中得到目的基因的方法：根据基因的 、基因的 、 、 以及基因的 等信息，可以直接从基因文库中获得目的基因。 2．通过PCR 技术扩增目的基因：PCR 技术又称为 技术， DNA 、引物、4中脱氧核糖核苷酸、耐热DNA 聚合酶（Taq 酶）。 DNA 在高温下（90~95℃）变性，双链间的氢键断裂成两条单 链。 55~60℃，模板DNA 与引物按碱基互补配对原则结合 70~75℃，耐热DNA 聚合酶以单链DNA 为模板，在引 物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷酸，按5’→3’方向复制出互 补DNA 。 图解： 3.通过化学方法直接人工合成：比较小的目的基因可在了解DNA 分子核苷酸序列的基础上通过DNA 合成仪直接人工合成。 （二）制备重组DNA 分子： 1．目的：是目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，是目的基因能够表达和发挥作用。 2．组成：目的基因+___________+____________+标记基因
1.1 DNA重组技术的基本工具【教材题目参考答案】
1.1 DNA重组技术的基本工具 （一）思考与探究（P7） 1．限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：（略）你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？ 答： 2和7；4和8 ；3和6；1 和 5； 2.联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 提示：迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可以将外源入侵的DNA降解掉。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶，也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。 3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？ 提示：基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒，即独立于细菌拟核DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露DNA分子。是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？其实不然，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：（1）载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点，还必需是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。（2）载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA 的复制而同步复制。（3）载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。（4）载体DNA必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。（5）载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。
基因工程的基本内容
基因工程的基本内容 基因工程的基本内容一.本周教学内容：基因工程的基本内容二.学习内容：本周学习基因工程的操作过程，指导进行基因工程操作时需要的基本工具：限制酶、连接酶、运载体，了解他们的特点，及其在基因工程中的应用。理解基因工程操作的基本步骤，理解如何提取目的基因，怎样将目的基因导入受体细胞，怎样鉴定试验的成果等等。基因工程的基本内容 一. 本周教学内容： 基因工程的基本内容 二.学习内容： 本周学习基因工程的操作过程，指导进行基因工程操作时需要的基本工具：限制酶、连接酶、运载体，了解他们的特点，及其在基因工程中的应用。理解基因工程操作的基本步骤，理解如何提取目的基因，怎样将目的基因导入受体细胞，怎样鉴定试验的成果等等。了解基因工程对现代社会的贡献及基因工程应用的发展。 三. 学习重点： 1. 基因工程的概念 2. 基因工程的操作工具 3. 运载体的基本条件 4. 基因工程的基本操作步骤
5. 基因工程的应用和发展 四. 学习难点： 1. 基因工程工具：限制酶、运载体 2. 运载体的基本要求 3. 基因工程的操作步骤 4. 如何检测基因操作 5. 基因工程应用的两面性 五. 学习过程： （一）概念：基因工程——又叫基因拼接技术或DNA重组技术。 是指在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 概念要点： 1. 在DNA分子水平上进行设计操作的 2. 在生物体外实现的基因改造 3. 对受体细胞进行无性繁殖 4. 重组基因最终表达获得性状 （二）基因操作的工具 1. 抗虫棉的培育：将抗虫的基因从某种生物（如苏云金芽孢杆菌）中提取出来，“插入”到棉花的细胞中，及棉细胞
2020高考生物选修3现代生物科技专题1 1.2基因工程的基本操作程序
专题1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序 1．基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是() A．目的基因、限制酶、载体、受体细胞 B．工具酶、目的基因、载体、受体细胞 C．模板DNA、mRNA、质粒、受体细胞 D．重组DNA、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶 解析：基因工程的基本工具是限制酶、DNA连接酶和载体，前两者统称为工具酶；在实际操作中，载体上插入目的基因形成重组载体，然后导入受体细胞。 答案：B 2．在已知某目的基因的一段核苷酸序列的情况下，要在短时间内大量获取该目的基因，最简便的方法是() A．化学合成法B．基因组文库法 C．cDNA文库法D．利用PCR技术扩增 解析：利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物，进而在一定条件下利用DNA双链复制的原理，将目的基因的核苷酸序列不断地加以复制。通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。 答案：D 3．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别
采用的方法是() A．显微注射技术农杆菌转化法 B．基因枪法花粉管通道法 C．农杆菌转化法显微注射技术 D．基因枪法显微注射技术 解析：玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射技术。 答案：D 4．检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是() A．DNA分子杂交技术B．荧光分子标记技术 C．放射性同位素标记技术 D．显微注射技术 解析：检测目的基因常采用DNA分子杂交技术，即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等进行标记，以此作为探针，并使探针与基因组DNA杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体DNA中。 答案：A 5．下图为基因表达载体的模式图，有关说法错误的是() A．构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶 B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别 C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的
2019-2020学年苏教版生物选修三新素养同步练习：第一章 第一节 第2课时 基因工程的实施过程知能演练轻巧
[随堂检测] 知识点一获取目的基因 1．图中甲、乙表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是() A．甲方法可建立该细菌的基因组文库 B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库 C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料 D．乙方法需要逆转录酶参与 解析：选C。甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，它包括了细胞所有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板和原料。而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编码区，所以组成的是该细菌的cDNA文库。 知识点二构建基因表达载体 2．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是() A．一个表达载体的组成只包括启动子、终止子 B．只有存在启动子才能驱动基因转录出mRNA C．基因表达载体的构建是在生物体的细胞内完成的 D．终止密码子的作用是使转录在所需要的地方停止 解析：选B。基因表达载体的构建是基因工程的核心内容，一个表达载体的组成，除了目的基因外，还有启动子、终止子和标记基因等，A错误；启动子在基因的首端，它是RNA 聚合酶的结合位点，能控制转录的开始，B正确；基因表达载体的构建是在生物体的细胞外完成的，C错误；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束，而终止密码子是存在于mRNA 上的，D错误。 3．如图所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb，1 kb＝1 000对碱基)上相应的E～F区域(0.2 kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2()
A．既能被限制酶E也能被限制酶F切开 B．能被限制酶E但不能被限制酶F切开 C．既不能被限制酶E也不能被限制酶F切开 D．能被限制酶F但不能被限制酶E切开 解析：选A。由于限制酶具有特异性，同种限制酶切割形成的黏性末端相同，因此由题意可知，限制酶E和F分别切割目的基因和质粒后，目的基因上的两个黏性末端与质粒上的两个黏性末端分别完全相同，因此形成重组质粒后，仍然具有这两种酶的识别序列，所以既能被限制酶E也能被限制酶F切开，故选A。 知识点三目的基因导入受体细胞 4．我国上海研究所合成一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物——脑啡呔多糖(类似人类中的糖蛋白)。如要采用基因工程和发酵技术让微生物来生产有生物活性的脑啡呔多糖，应选哪种微生物为受体细胞() A．大肠杆菌B．大肠杆菌质粒 C．T4噬菌体D．酵母菌 答案：D 知识点四目的基因的检测与鉴定 5．人们常用DNA进行亲子鉴定，其原理是：从被测试者的血滴或口腔上皮提取DNA，用限制性核酸内切酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的DNA“探针”去寻找特定的目的基因。DNA“探针”与相应的基因凝聚在一起，然后，利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA“探针”凝聚于一起的黑色条码，被测试者这种肉眼可见的条码很特别，一半与母亲的吻合，一半与父亲的吻合，反复几次上述过程，每一种“探针”用于寻找DNA的不同部位形成的独特的条码，用几组不同的“探针”，可得到超过99.9%的父系分辨率。请问DNA“探针”是指() A．某一个完整的目的基因 B．目的基因片段的特定DNA C．与目的基因相同的特定双链DNA D．与目的基因互补的特定单链DNA 答案：D 6．真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题： (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________作为载体，其原因是________________________________________________
【选修三】基因工程的基本工具练习题及答案
按住Ctrl键单击鼠标打开教学视频动画全册播放 第三次生物练考题 命题人： 选择题答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 一、选择题（每小题5分，共计70分） 1、在基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其作用是( ) A、将目的基因从染色体上切割出来 B、识别并切割特定的DNA核苷酸序列 C、将目的基因与运载体结合 D、将目的基因导入受体细胞 2、下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是（） ①② ③④A．①②B．②③C．③④D．②④ 3、基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是( ) A、限制酶只用于切割获取目的基因 B、载体与目的基因必须用同一种限制酶处理 C、基因工程所用的工具酶是限制酶，DNA连接酶 D、带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测 4、下列有关基因工程的叙述，正确的是：（） A．DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来 B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变 C．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外 D．常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等 5、下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是（） A. DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键 B. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖 C. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖 D. 同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端 6、实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。从大肠杆菌中提取的一种限制性内切酶EcorI，能识别DNA分子中的GAATTC序列，切点在G与A 之间。这是应用了酶的（） A.高效性 B.专一性 C.多样性 D.催化活性受外界条件影响 7、下列有关质粒的叙述，正确的是（） A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子 C．质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 T A G G C C A T T A C C G G T A 1
基因工程的基本过程
基因工程的基本过程 基因工程主要包括几个过程： 1、目的基因的制备； 2、选择合适的载体，将目的基因与载体相连接生成重组DNA分子； 3、将重组DNA片段导入受体； 4、选择目的基因； 5、目的基因的表达。 对于整个基因过程来讲，目的基因的获取是关键，它直接涉及到产物，而且还影响到产物的量。很多在基因操作过程中，目的基因是很难获得的，所以通常采取先生成基因文库的方法，然后从基因文库中筛选。如果目的基因的序列以及它的调控等信息很清楚，可以直接通过PCR或cDNA获取，这样就大大减少了选择目的基因的盲目性，可以将整个过程简化为以下步骤： 图10-3-8 基因工程过程
(1)目的基因的分离和制备 目的基因是指准备导入受体细胞内的，以研究或应用为目的所需要的外源基因称目的基因。获得目的基因的方法很多，但也是十分困难的一步。目前获得目的基因有4条途径： 1.从生物基因组群体中分离目的基因 原核生物基因组较小，基因容易定位，用限制性内切酶将基因组切成若干段后，用带有标记的核酸探针，从中选出目的基因。真核生物一般通过基因组文库的方法获得目的基因。 图10-3-1 限制性内切酶
限制性内切酶(restrictive enzyme)是20世纪60年代末在细菌中发现的，能水解DNA分子骨架的磷酸二酯键，使一个完整的DNA分子切成若干段，每一种限制酶，都有自己特定的作用位点，而且切口或切下来的序列，往往是回文结构（palindromes）。例如Eco RI把GAATTC在GA之间切开，形成粘性末端。也有一些限制酶作用的结果产生不含粘性末端的平整末端，如HapI。多在原核生物中存在，能识别4～6个特苷酸特定的碱基序列。限制酶对细菌有保护作用，某些入侵的噬菌体可因DNA链被限制性酶切断而不能在细菌中繁殖，“限制”因此而得名。限制酶不能切开细菌本身的DNA，这是因为细菌DNA的腺嘌呤和胞嘧啶甲基化（-CH3）而受到保护之故。 这样就可以用限制性内切酶把一个基因组DNA分成很多片段，对于原核生物比较小的基因组来说，可以直接用标记地探针来获取在通过特定的方法，对于比较大的基因组，可以先制作基因文库，然后钓取所需要的带有目的基因的片段。 2.人工合成目的基因DNA片段 人工合成目的基因DNA片段有化学合成和酶促合成法两条途径。一般是采用DNA合成仪来合成长度不是很大的DNA片段。 3.PCR反应合成DNA 聚合酶链式反应（PCR)是以DNA变性、复制的某些特性为原理设计的。通过PCR技术获取所需要的特异DNA片段在实际应用用得非常多，但是前提条件是必须对目的基因有一定的了解，需要设计引物。PCR技术的原理如下：
2016新课标创新人教生物选修3 1.2 基因工程的基本操作程序
一、基因工程的基本操作程序(阅读教材P8) 目的基因的获取→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。 二、目的基因的获取(阅读教材P8～11) 1．目的基因 主要是编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。 2．获取目的基因的依据 基因的核苷酸序列，基因的功能，基因在染色体上的位置，基因的转录产物mRNA ，基因的表达产物蛋白质。 3．目的基因的获取方法 (1)从基因文库中获取目的基因 ①基因文库含义：将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段，导入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的基因，称为基因文库。 ②基因文库种类???? ? 基因组文库：含有一种生物的所有基因部分基因文库：含有一种生物的部分基因， 如cDNA 文库 (2)利用PCR 技术扩增目的基因 ①PCR 技术全称是多聚酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。 ②原理：DNA 双链复制。 ③扩增过程 变性：目的基因DNA 受热变性后解链为单链 ↓ 复性：引物与单链相应互补序列结合 ↓ 延伸：在DNA 聚合酶作用下延伸子链 (3)人工合成法：适于合成基因较小，且核苷酸序列已知的目的基因。 三、基因表达载体的构建——基因工程的核心(阅读教材P11) 1．基因表达载体的组成 (1)目的基因。
(2)启动子???? ? 位置：基因的首端功能：是RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动 基因转录出mRNA (3)终止子? ??? ? 位置：基因的尾端功能：终止转录 (4)标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因。 2.基因表达载体的功能 (1)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。 (2)使目的基因能够表达和发挥作用。 四、将目的基因导入受体细胞(阅读教材P11～13) 1．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。 2．导入不同类型生物细胞的方法 (1)导入植物细胞 ①方法???? ? 农杆菌转化法：适用于双子叶植物和裸子植物基因枪法：适用于单子叶植物 花粉管通道法 ②受体细胞：植物体细胞。 (2)导入动物细胞? ???? ①方法：显微注射技术②常用受体细胞：受精卵 (3)导入微生物细胞 ①方法：用 Ca 2＋ 处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)。 ②受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌细胞)。 ③原核生物的特点：繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少等。 五、目的基因的检测与鉴定(阅读教材P13～15) 1．分子水平上的检测与鉴定 (1)DNA 分子杂交技术???? ? ①检测转基因生物染色体上的目的基因②检测目的基因是否转录出mRNA (2)抗原—抗体杂交技术：用于检测目的基因是否翻译出蛋白质。 2．个体生物学水平上的检测与鉴定 如一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了植物抗虫或抗病特性，需要做抗虫或抗病的接种实验。
2019-2020学年苏教版生物选修三新素养同步学案：第一章 第一节 第2课时 基因工程的实施过程 Word版含答
第2课时基因工程的实施过程 学习导航明目标、知重点难点 简述基因工程的一般过程。(重点) 理解基因工程每个步骤的原理、方法和过程。(重、难点) 阅读教材P13～18完成基因工程的实施相关问题 基因工程涉及多种技术操作，主要包括获取目的基因，构建基因表达载体，将目的基因导入受体细胞，以及目的基因的检测和鉴定等步骤。 1．获取目的基因 (1)通过基因文库获取目的基因。 (2)通过PCR技术扩增目的基因。 (3)通过化学方法直接人工合成目的基因。 2．构建基因表达载体 (1)是实施基因工程的核心步骤，其操作过程是将目的基因与质粒、λ噬菌体或一些动植物病毒等在体外进行重组。 (2)一个基因表达载体除了目的基因外，还应包括启动子、终止子和标记基因等。 (3)启动子是位于目的基因上游的一段核苷酸序列，是RNA聚合酶识别、结合的部位。 (4)终止子是一段特殊的DNA片段，是载体上终止目的基因转录的核苷酸序列。 3．导入目的基因 (1)将基因表达载体导入受体细胞是实施基因工程的重要步骤。 (2)将目的基因导入植物细胞的常用方法——农杆菌转化法。 (3)将目的基因导入动物细胞的常用方法——显微注射法。 (4)将目的基因导入微生物细胞的方法——转化法，用Ca2＋处理，使大肠杆菌等成为一种能够吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。 4．检测和鉴定目的基因 用DNA分子杂交法进行DNA水平和RNA水平检测，采用抗原—抗体杂交从蛋白质水平检测，有时还需要从个体水平对其生物学特定性状进行检测。 判一判 (1)所有的目的基因都可从基因文库中直接获得。(×) (2)标记基因的作用是为了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。(√) (3)启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位。(√) (4)抗虫或抗病的接种实验属于分子水平的检测。(×) 连一连
基因工程的基本工具知识点
基因工程的基本工具 1．基因工程突破了 ，实现了不同种生物间的 。 2．不同生物基因能拼接在一起的理论基础是DNA 分子都是由 构成的 ， 并且都遵循 。 3．外源DNA 能在受体细胞表达的理论基础是 。 4．DNA 重组技术的基本工具有 、 和使基因进入受体细胞的 。 5．DNA 连接酶根据来源不同可分为 和 。 只能连接黏性末端，而 既能连接黏性末端也能连接平末端。 6．在基因工程中使用的载体 、 、 。 7．基因工程的概念：基因工程的别名： ；操作环境： ；操作对象： ；操作水平： ；结果： ；优点： 、 、 。 8．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的重大突破：① 是遗传物质的证明；②DNA 双螺旋结构和 的确立；③ 的破译。(2)技术发明使基因工程的实施成为可能：①基因转移载体和 相继发现； ② 技术的发明；③DNA 体外重组得到实现， 获得成功。(3)基因工程的发展与完善： ①1980年，科学家首次培育出世界上第一个转基因小鼠。1983年，世界第一例 培育成功，基因工程进入迅速发展阶段。②1988年 的发明，使基因工程进一步发展和完善。 9．基因重组的三种主要类型(1) ：减数第一次分裂 时期，同源染色体上的 间的交叉互换。(2) ：减数第一次分裂 ，非同源染色体上的 的自由组合而组合。(3) ：转基因生物因外源基因导入而获得的新性状是可以遗传的。 10．限制性核酸内切酶(又称限制酶)(1)来源：主要是从 中分离纯化出来的。(2)功能：能够识别 的某种 ， 并且使每一条链中 部位的两个核苷酸之间的 断开。(3)结果：经限制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式： 和 11．DNA 连接酶作用：将 “缝合”起来，恢复被 切开的两个核苷酸之间的 。 12．运载体(1)作用：将 送入细胞中。（2）作为载体具备的条件：①具有一至多个 ，供 ；②携带外源DNA 片段的质粒进入受体细胞后， ，或 。 ③具有 ，如： ，供重组DNA 的 和 。另外，对受体细胞 ；载体DNA 分子大小应 ，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。 13、质粒是一种裸露的、 、独立于 之外，并具有 能力的双链 DNA 分子。含有质粒的生物有 和 。 14．结合DNA 复制的过程分析，限制酶和DNA 解旋酶的作用部位分别为 、 15．下图所示过程是 酶作用的结果，该酶识别的碱基序列 及切点 是 ，这体现了该类酶具有 特性。 16．DNA 连接酶与DNA 聚合酶的比较 17．酶的作用部位图解： (1)作用于a(磷酸二酯键)的酶有： (2)作用于b(氢键)的酶： 18.不同DNA 分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都 ；同一个DNA 分子用不同限制酶切割，产 生的黏性末端 ；不同限制酶切割形成的黏性末端，如果 则可以相互重新配对连接。 19．细胞膜上的载体与基因工程中的载体的区别：(1)化学本质不同：细胞膜上的载体化学成分是 ； 基因工程中的载体可能是物质，如 ，也可能是生物，如 等。(2)功能不同：细胞膜上的载体功能是 ；基因工程中的载体是 。
基因工程的基本操作步骤
水寨中学生物自主探究学案 内容：基因工程的基本操作程序课时：2课时年级：高二编号64 一、教学目标 1．知识目标： 了解基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标： （1）了解基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 二、教学重点和难点 1、教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点 （1）从基因文库中获取目的基因 （2）利用PCR技术扩增目的基因 第一课时 三、教学过程 （一）复习上节内容 1、什么是基因工程？DNA重组技术的基本工具有哪些？运载体需要具备哪些条件？ 以上问题可以不展示 （二）讲授新课 1、基因工程的基本步骤包括那四步？ 2、第一步：目的基因的获取 （１）为什么要有目的基因的获取这一步骤？ （２）目的基因的获取方法有哪些？ （3）为什么要建立基因文库？怎么建立的？
（4）如何从基因文库中获取目的基因？ （5）为什么要建立cDNA文库？如何获取cDNA？ （5）PCR技术的原理是什么？利用PCR技术扩增目的基因的前提是什么？ （6）如何获取引物？ （7）请你用文字和箭头描述PCR技术扩增的过程？ 3、第二步：基因表达载体的构建（基因工程的核心步骤） （1）在基因工程的操作过程中，为什么要构建基因表达载体？单独的DNA片段能不能稳定遗传？ （2）参考课本P11页图1—10基因表达载体模式图，在学案上绘出基因表达载体的模式图，并标出其组成部分。并了解什么是启动子、终止子？他们位于哪里？有什么作用？标记基因的作用是什么？
思考:1、作为基因工程的表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么 2、完成教材P11页的“寻根问底” 第二课时 4、第三步：将目的基因导入受体细胞 （1）为什么要把目的基因导入受体细胞而不是在外界培养让其维持稳定和表达？（2）什么是转化？ （3）将目的基因导入植物细胞的方法有哪些？最常用的方法是哪种？（结合示意图，了解农杆菌转化法的基本过程） （4）将目的基因导入动物细胞的基本操作程序是怎样的？要用到什么技术？ （5）早期的基因工程为什么选择原核生物作为受体细胞？大肠杆菌细胞最常用的转化方法是？