基因工程中标记基因的作用
生物高中选修：基因工程部分提纲
专题1 基因工程基因工程，也称作DNA重组技术或DNA拼接技术或转基因技术。
是在体外对不同生物的DNA分子进行拼接,获得重组DNA，从而定向改变生物性状的技术。
基因工程的原理：基因重组一、基因工程的基本工具基因工程的基本工具包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体1.限制性核酸内切酶（也叫作限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离、提纯得到。
（2）特点：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此限制酶具有专一性。
例如：EcolR I识别的序列是GAATTC，切割位点在GA碱基之间。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
其中在中轴线两侧进行切割形成的是黏性末端，沿中轴线切割形成的是平末端。
2. DNA连接酶，包括E·coliDNA连接酶（从大肠杆菌内提取得到）和T4-DNA连接酶（从T4-噬菌体中提取得到）两种DNA连接酶作用：能将DNA片段连接起来，并形成磷酸二酯键。
(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：缝合的都是磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶不仅能连接黏性末端也能连接平末端。
(2)DNA连接酶与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段的末端DNA连接酶是将两个DNA片段连接。
3.载体载体的功能是将目的基因运到受体细胞内。
（1）作为载体具备的条件：①能自我复制②具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的选择和鉴定（筛选出含有目的基因的受体细胞）。
④对受体细胞无害；（2）最常用的载体是质粒,存在于细菌拟核之外，具有自我复制能力的裸露的小型环状DN A分子。
（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒二、基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取；第二步：基因表达载体的构建第三步：将目的基因导入受体细胞；第四步：目的基因的检测与鉴定第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：人们所需要的，能控制蛋白质的基因。
基因工程知识点总结归纳(更新版)
基因工程绪论1、克隆（clone）：作名词：含有目的基因的重组DNA分子或含有重组分子的无性繁殖。
作动词：基因的分离和重组的过程。
2、基因工程（gene engineering）：体外将目的基因插入病毒、质粒、或其他载体分子中，构成遗传物质的新组合，并使之掺入到原先没有这些基因的宿主细胞内，且能稳定的遗传。
供体、受体和载体是基因工程的三大要素。
3、基因工程诞生的基础三大理论基础：40年代发现了生物的遗传物质是DNA；50年代弄清楚DNA 的双螺旋结构和半保留复制机理；60年代确定遗传信息的遗传方式。
以密码方式每三个核苷酸组成一个密码子代表一个氨基酸。
三大技术基础：限制性内切酶的发现；DNA连接酶的发现；载体的发现3、基因工程的技术路线：切：DNA片段的获得；接：DNA片段与载体的连接；转：外源DNA片段进出受体细胞；选：选择基因；表达：目的基因的表达；基因工程的工具酶1、限制性内切酶（restriction enzymes）：主要是从原核生物中分离纯化出来的，是一类能识别双链DNA分子中某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶。
2、限制酶的命名：属名（斜体）+种名+株系+序数3、II型限制性内切酶识别特定序列并在特定位点切割4、同裂酶：来源不同，其识别位点与切割位点均相同的限制酶。
5、同尾酶：来源不同，识别的靶序列不同，但产生相同的黏性末端的酶形成的新位点不能被原来的酶识别。
6、限制性内切酶的活性：在适当反应条件下，1小时内完全酶解1ug特定的DNA 底物，所需要的限制性内切酶的量为1个酶活力单位。
7、星号活性：改变反应条件，导致限制酶的专一性和酶活力的改变。
8、DNA连接酶的特点：具有双链特异性，不能连接两条单链DNA分子或闭合单链DNA，连接反应是吸能反应，最适反应温度是4至15度，最常用的是T4连接酶。
9、S1核酸酶：特异性降解单链DNA或RNA。
10、RNAH降解与DNA杂交的RNA，用于cDNA文库建立时除去RNA以进行第二链的合成。
标记基因筛选原理
标记基因筛选原理标记基因筛选是一种常用的分子生物学技术，它通过引入特定的标记基因来筛选和鉴定转基因生物。
标记基因通常与目标基因共同转入宿主细胞，然后利用标记基因的特定性质对转基因生物进行筛选和鉴定。
本文将介绍标记基因筛选的原理及其在生物技术领域中的应用。
标记基因筛选的原理主要包括标记基因的选择、转基因生物的构建和筛选方法。
首先，标记基因的选择是标记基因筛选的关键。
常用的标记基因包括抗生素抗性基因和草除剂抗性基因等。
这些标记基因在转入宿主细胞后，能够使细胞对特定抗生素或草除剂产生抗性，从而实现对转基因生物的筛选。
其次，转基因生物的构建是标记基因筛选的基础。
通过基因工程技术，将目标基因和标记基因共同导入宿主细胞，并确保它们在细胞中能够稳定表达。
最后，筛选方法是标记基因筛选的关键环节。
常用的筛选方法包括对转基因植物进行抗生素或草除剂处理，对转基因动物进行PCR或Southern blotting等分子生物学方法。
标记基因筛选在生物技术领域中有着广泛的应用。
首先，它在转基因作物的培育中起着关键作用。
通过引入抗生素或草除剂抗性基因，可以实现对转基因作物的筛选和鉴定，从而加快转基因作物的培育进程。
其次，标记基因筛选也在基因治疗和基因编辑领域中得到广泛应用。
通过引入特定的标记基因，可以实现对基因治疗和基因编辑技术的筛选和鉴定，从而提高基因治疗和基因编辑的效率和准确性。
总之，标记基因筛选是一种重要的分子生物学技术，它通过引入特定的标记基因来实现对转基因生物的筛选和鉴定。
标记基因筛选的原理包括标记基因的选择、转基因生物的构建和筛选方法。
它在转基因作物的培育、基因治疗和基因编辑等领域有着广泛的应用前景。
随着生物技术的不断发展，标记基因筛选技术将进一步完善和应用，为生物技术领域的发展提供更多的可能性和机遇。
基因工程必备知识点
第四步：
1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上 是否插入了目的基因，方法是采用 。
2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用
3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质， 方法是从转基因生物中提取 ，用相 应的 进行 。 4.有时还需进行 的鉴定，如 。
。
（四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以 作为基础，通过 ，对现有蛋白质进 行 ，制造一种 ，以满足人类的生产和生活的需求。（基因 工程在原则上只能生产 的蛋白质）
三.“分子运输车”——运载体(质粒) (1)载体具备的条件： ①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 (2)最常用的载体是-质粒,它是一种裸露 的、结构简单的、独立于细菌DNA之外， 并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物 病毒。
如果前面的知识点你都记住的话，不妨把答案填在这些空格里面，牢牢 地掌握这些知识点吧！ 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过 和 ，赋予 生物以 ，创造出 。基因工程是在 水平上进行设计和施工的，又 叫做 。
1.“分子手术刀”—— （1）来源：主要是从
中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种 的核苷酸序列，并且使每一条链中 部位的两个核苷酸之间的 断 开，因此具有 性。 （3）经限制酶切割产生的DNA片段末端通 常有两种形式： 和 。 2.“分子缝合针”—— (1)E· DNA连接酶和T4-DNA连接酶的比较： coli ①相同点：都缝合 。 ②不同点：E· DNA连接酶只能将双链 coli DNA片段互补的 之间的磷酸二酯键 连接起来；而T4-DNA连接酶能缝合 ， 但连接平末端的效率较 。 (2) DNA连接酶与DNA聚合酶的比较: ----------- DNA聚合酶只能将 加到已有的 ----------核苷酸片段的末端，形成 。 DNA连接酶是连接 的末端，形成 。
《基因工程的基本操作程序》 知识清单
《基因工程的基本操作程序》知识清单基因工程，这个听起来充满科技感的词汇，其实已经在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。
从农业领域的转基因作物，到医疗领域的基因治疗，基因工程正在悄然改变着我们的世界。
那么，基因工程到底是如何实现的呢？下面让我们来详细了解一下基因工程的基本操作程序。
一、目的基因的获取目的基因是我们希望导入受体细胞并使其表达的特定基因。
获取目的基因的方法主要有以下几种：1、从基因文库中获取基因文库就像是一个基因的“图书馆”，里面存储着各种生物的基因。
我们可以根据目的基因的有关信息，如基因的核苷酸序列、基因的功能、在染色体上的位置等，从基因文库中筛选出我们需要的目的基因。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术，全称为聚合酶链式反应，就像是一个基因的“复印机”。
如果我们已经知道了目的基因的核苷酸序列，就可以通过设计引物，利用 PCR 技术在体外大量扩增目的基因。
3、人工合成当目的基因较小，而且核苷酸序列已知时，我们可以通过化学方法直接人工合成目的基因。
二、基因表达载体的构建获取了目的基因后，接下来要构建基因表达载体。
这就像是给目的基因打造一个“交通工具”，让它能够顺利地进入受体细胞并发挥作用。
基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分组成。
启动子是一段特殊的 DNA 序列，它就像是基因表达的“开关”，能够启动基因的转录。
终止子则是基因转录的“停止信号”，告诉 RNA 聚合酶在这里停止转录。
标记基因的作用是便于筛选和鉴定含有目的基因的受体细胞。
常见的标记基因有抗生素抗性基因等。
构建基因表达载体时，需要用相同的限制性内切酶分别切割目的基因和载体，然后用DNA 连接酶将它们连接起来，形成重组DNA 分子。
三、将目的基因导入受体细胞将构建好的基因表达载体导入受体细胞，这是基因工程的关键步骤之一。
不同的受体细胞需要采用不同的导入方法。
1、植物细胞（1）农杆菌转化法：农杆菌中的 Ti 质粒上的 TDNA 可以转移并整合到植物细胞的染色体 DNA 上。
高考生物《基因工程》真题练习含答案
高考生物《基因工程》真题练习含答案1．[2024·山东卷]关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是()A．整个提取过程中可以不使用离心机B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰答案：A解析：研磨后，可以将研磨液过滤到烧杯中，在4 ℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液，可以不使用离心机，A正确，B错误。
鉴定过程中的沸水浴加热可使DNA双螺旋结构发生改变，C错误。
该实验中，为排除二苯胺加热后可能变蓝对实验结果造成干扰，可设置加二苯胺不加DNA的对照组，D错误。
2．[2023·新课标卷]某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。
限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是()A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接答案：C解析：只用一种限制酶切割质粒和目的基因，会使质粒和目的基因发生自身环化或者使目的基因在质粒中反向连接，A错误；用酶1切割目的基因，产生的是黏性末端，用酶3切割质粒，产生的是平末端，无法连接，B错误；质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后，可使用T4 DNA连接酶连接，使目的基因定向插到质粒中，C正确；酶2和酶4切割后产生的黏性末端相同，易导致目的基因和质粒自身环化或者使目的基因在质粒中反向连接，并且用酶4切割会破坏标记基因，D错误。
3.[2023·浙江6月]某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。
高中生物选三：基因工程填空(附答案)
基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过，赋予生物以，创造出。
基因工程是在上进行设计和施工的，又叫做。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。
（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。
2.“分子缝合针”——(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合，但连接平末端的之间的效率较。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①。
②。
③。
（2）最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于，并具有的双链 DNA分子。
（3）其它载体：(二)基因工程的基本操作程序第一步：1.目的基因是指：。
2.原核基因采取获得，真核基因是。
人工合成目的基因的常用方法有_和_ 。
3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：（2）过程：第一步：加热至90～95℃；第二步：冷却到55～60℃，；第三步：加热至70～75℃，。
第二步：1.目的：使目的基因在受体细胞中，并且可以，使目的基因能够。
2.组成：＋＋＋（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，是识别和结合的部位，能驱动基因，最终获得所需的。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的。
（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中，从而将筛选出来。
常用的标记基因是。
第三步：1.转化的概念：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.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是，其次还有和等。
高中生物选修三《基因工程》单元测试题(含答案)
专题1 《基因工程》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是( )A．限制酶和DNA连接酶B．限制酶和水解酶C．限制酶和载体D． DNA连接酶和载体2.下列说法正确的是( )A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的载体D．利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程不能称为“克隆”3.某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。
其简要的操作流程如下图。
下列有关叙述错误的是( )A．步骤①所代表的过程是反转录B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态D．检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应试验4.与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是( )A．反转录酶B． RNA聚合酶C． DNA连接酶D．解旋酶5.转基因抗虫棉的研制过程中，为了检测抗虫基因是否成功导入，最简捷有效的方法是( )A．用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否存在B．用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否转录出相应的mRNAC．直接将培育出的棉株叶片饲喂原本的棉花害虫D．检测标记基因是否正常地表达出来6.下列哪项不是表达载体所必需的组成( )A．目的基因B．启动子C．终止子D．抗青霉素基因7.下列说法正确的是( )A．限制性核酸内切酶的识别序列是GAATTC，只能在G和A之间切断DNAB． DNA连接酶能够将任意2个DNA片段连接在一起C．质粒是能够自主复制的小型双链环状DNA分子D．基因工程的载体只有质粒一种8.应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品，提高了经济效益。
下图表示培育生物新品种的过程，请据图判断下列叙述中不正确的是( )A．图中①～⑤过程中都发生了碱基互补配对现象B．图中①过程需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶C．将PrG导入细胞Ⅱ，则Ⅱ最可能是浆B细胞D．图中⑤过程需要的培养基中一定含有植物激素和无机养料9.在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是( )A．化学合成法B．基因组文库法C． cDNA文库法D．多聚酶链式反应10.中国新闻网报道，阿根廷科学家近日培育出了世界上第一头携带有两个人类基因的牛，因此有望生产出和人类母乳极其类似的奶制品。
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基因工程中标记基因的作用
一、引言
随着科技的不断进步，基因工程已经成为了一个备受关注的领域。
标记基因是其中一个重要的组成部分。
标记基因是指在目标基因上加入一段特定序列，以便于在后续的研究中对该基因进行追踪和分析。
本文将从多个方面介绍标记基因在基因工程中的作用。
二、标记基因的种类
1. 绿色荧光蛋白（GFP）：GFP是一种广泛应用于生物学研究中的标记基因，它可以发出绿色荧光，并且可以被很多生物体表达。
2. β-半乳糖苷酶（LacZ）：LacZ是一种常用的β-半乳糖苷酶，它可以被转化为蓝色染料，在研究中常用于检测目标基因是否表达。
3. 抗生素抗性标记：抗生素抗性标记是通过将目标基因与抗生素抗性相关序列结合起来，使得目标细胞能够在含有相应抗生素的培养基上存活下来。
三、使用标记基因进行转化
1. 选择正确的标记基因：在进行基因转化之前，需要选择一个合适的标记基因。
一般来说，应该选择能够被目标细胞表达的标记基因。
2. 将标记基因与目标基因结合：在进行转化之前，需要将目标基因与所选的标记基因结合起来。
这可以通过PCR、限制性内切酶等方法实
现。
3. 将结合后的DNA导入到目标细胞中：使用适当的方法将结合后的DNA导入到目标细胞中。
这可以通过电穿孔、微注射等方法实现。
四、使用标记基因进行筛选
1. 抗生素抗性筛选：将转化后的细胞培养在含有相应抗生素的培养基上，只有含有抗生素抗性序列的细胞才能够存活下来。
2. 荧光筛选：通过观察GFP或其他荧光蛋白发出的荧光信号，可以确定哪些细胞已经成功地表达了目标基因。
五、使用标记基因进行定位
1. 确定目标细胞类型：在使用标记基因进行定位之前，需要确定所研究的细胞类型。
不同类型的细胞可能对同一标记基因的表达有不同的反应。
2. 观察标记基因的表达：通过观察标记基因的表达情况，可以确定目标基因在细胞中的位置。
例如，如果目标基因被与GFP结合，那么可以通过观察细胞中GFP的分布情况来确定目标基因在细胞中的位置。
六、使用标记基因进行研究
1. 研究目标基因的功能：通过观察标记基因在细胞中的表达和分布情况，可以进一步研究目标基因在生物体内的功能。
2. 研究细胞分化和发育过程：通过观察不同阶段细胞中标记基因的表达情况，可以研究细胞分化和发育过程。
3. 研究疾病机理：通过将与某种疾病相关的基因与特定标记基因结合
起来，并观察其在生物体内的表达和分布情况，可以进一步了解该疾
病的发生机制。
七、风险评估
尽管使用标记基因在科学研究中具有广泛应用前景，但是也存在一定
风险。
例如，标记基因可能会对生物体的正常生理功能产生影响。
因此，在使用标记基因进行研究之前，需要进行充分的风险评估，并采
取相应的安全措施。
八、结论
标记基因是基因工程中一个重要的组成部分，它可以用于转化、筛选、定位和研究目标基因。
虽然使用标记基因具有一定风险，但是在科学
研究中仍然具有广泛应用前景。