筛选含有目的基因的受体细胞的方法
高中生物基因工程知识点总结
高中生物基因工程知识点总结基因工程是现代生物技术的核心内容之一，在高中生物学习中占据着重要的地位。
下面我们就来详细总结一下高中生物基因工程的相关知识点。
一、基因工程的概念基因工程，又称为基因拼接技术或 DNA 重组技术，是指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
二、基因工程的基本工具1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，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。
2、“分子缝合针”——DNA 连接酶根据来源不同，DNA 连接酶分为两类：E·coli DNA 连接酶和T4DNA 连接酶。
E·coli DNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而 T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较低。
3、“分子运输车”——载体常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
作为载体，需要具备以下条件：（1）能够在受体细胞中稳定保存并自我复制。
（2）具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
（3）具有标记基因，便于进行筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取（1）从基因文库中获取基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如 cDNA 文库）。
（2）利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。
（3）通过化学方法人工合成如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。
2、基因表达载体的构建（基因工程的核心）目的基因、启动子、终止子、标记基因等组成基因表达载体。
启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA；终止子终止转录；标记基因用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
高中生物第3章基因工程第节基因工程的基本操作程序教案选择性3
第2节基因工程的基本操作程序课标内容要求核心素养对接阐明基因工程的基本操作程序主要包括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和目的基因的检测与鉴定。
1。
科学思维：结合生产实例，举例说出基因工程的基本操作程序。
2．科学探究：针对人类生产和生活的某一需求，尝试提出初步的基因工程构想，完成初步设计。
一、目的基因的筛选与获取1．目的基因(1）概念:用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
(2）实例:培养转基因抗虫棉用到的目的基因是Bt抗虫蛋白基因.2．筛选合适的目的基因(1)较为有效的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。
（2)实例:在培育转基因抗虫棉之前，科学家不仅掌握了Bt基因的序列信息，也对Bt基因的表达产物—-Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解。
（3)认识基因结构和功能的技术方法：DNA测序技术、遗传序列数据库、序列比对工具。
3．利用PCR获取和扩增目的基因(1)PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术.(2）条件：DNA模板、分别与两条模板链结合的2种引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶。
（3)过程：①变性：温度上升到90 ℃以上，目的基因DNA受热变性后解为单链.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。
③延伸：温度上升到72 ℃左右时，溶液中四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下加到引物的3′端合成子链.④重复循环多次。
（4）结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n)。
二、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，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。
2．基因表达载体的组成[填图］3．基因表达载体的构建首先用一定的限制酶切割载体,使它出现一个切口，然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割目的基因的DNA片段,再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处。
高中生物2019人教版基因工程 重点知识无废话
基因工程知识清单基因工程：通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
又叫做DNA重组技术。
操作水平：DNA分子水平原理：基因重组1.1 基本工具“分子手术刀”—限制性内切核酸酶（限制酶）“分子缝合针”—DNA连接酶“分子运输车”—载体1、限制酶：限制酶存在于原核生物中的作用：切割进入细胞的外源DNA，有助于抵抗病毒的侵染。
限制酶不切割原核细胞自身DNA的原因：不存在能被识别的特定序列，或相关序列已被修饰，无法识别。
（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。
（2）功能：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，断开特定部位的磷酸二酯键，具有专一性（特异性）。
（3）结果：产生黏性末端或平末端。
2、DNA连接酶：DNA连接酶与DNA聚合酶的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键，二者均作用于磷酸二酯键。
3、载体（1）载体必备的条件：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。
（2）质粒：最常用的载体，裸露的、结构简单的、独立于细菌染拟核之外或真核细胞细胞核之外，具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒4.DNA 的粗提取与鉴定1. 粗体取原理: ①DNA 不溶于酒精, 某些蛋白质溶于酒精。
（需要使用预冷的酒精溶液）②DNA 能溶于 2mol/L 的 NaCl 溶液。
2.DNA鉴定原理：DNA 遇二苯胺试剂在沸水加热条件下会呈现蓝色。
1.2 基本操作程序操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建（核心步骤）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
第一步：目的基因的筛选与获取1.目的基因的筛选方法：从已知结构功能清晰的基因中进行筛选2.目的基因的获取方法：人工合成、PCR技术、从基因文库中获取PCR技术（聚合酶链式反应）（1）原理：DNA半保留复制（2）过程：①变性——90℃双链DNA断开氢键，解聚为单链；②复性——50℃，引物通过碱基互补配对结合到互补单链；③延伸——72℃，四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
基因工程的原理和技术
基因工程的基本原理：
让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细 胞中稳定和高效的表达。根据不同的实验目的，目 的基因可以有很多种，如抗虫基因、抗病基因、抗 除草剂基因、人胰岛素基因和人干扰素基因等。因 此表达的产物各不相同。通过基因工程的基本操作 ，就能实现目标。
二、基因操作的基本步骤
第三步：将目的基因导入受体细胞
选择的关键是分析基因工程的最终目的，按转基因的目的来选择：
基因工程的 最终目的
得到大量特 殊蛋白质
得到转基因动物 得到转基因植物
常用的受 体细胞
大肠杆菌 等微生物
受精卵 植物体细胞
导入的方法
Ca2＋处理法 显微注射法 农杆菌转化法
将目的基因导入微生物细胞
常选细菌 作受体细胞的原因：它 们繁殖力极强，生长速 度很快，短期内就会产 生大量后代，所以把目 的基因转入这些细菌， 就能在短时间内得到大 量的目的基因产物。
细菌的检测：
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中 是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的 菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
多细胞生物的检测： 将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体， 检测这些个体是否表现出相应的性状。
例：抗虫棉检测
用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不 出现中毒症状，说明未摄入目的基 因或摄入目的基因未表达。
例：下列有关基因表达载体的构建说法正确的是( C ) A．限制性核酸内切酶的功能是切割各种DNA分子 B．基因工程中经常用到的酶只有DNA连接酶和限制性 核酸内切酶 C．将目的基因与载体结合的过程，实际上就是不同来 源的DNA重新组合的过程 D．具有粘性末端的目的基因片段插入质粒的切口处， 先形成磷酸二酯键，再形成氢键
高中生物专题1基因工程1.2第2课时将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定教案高二生物教案
第2课时 将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定[学习目标] 1.熟悉目的基因导入受体细胞的方法。
2.了解农杆菌转化法。
3.画出DNA 分子杂交示意图。
4.目的基因的检测方法的比较。
知识点一 将目的基因导入受体细胞知识梳理1.转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内□01维持稳定和表达的过程。
2．将目的基因导入植物细胞(1)□01农杆菌转化法：将目的基因导入□02双子叶植物和裸子植物最常用的方法 ①农杆菌特点：当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的□03酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的□04Ti 质料上的T －DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的□05DNA 上。
②受体细胞：植物□06体细胞或受精卵。
③操作过程：将目的基因插入到□07Ti 质粒的TDNA 上―→转入□08农杆菌―→导入□09植物细胞―→目的基因整合到□10受体细胞染色体的DNA 上―→目的基因表达。
(2)基因枪法：适用于□11单子叶植物，成本较高。
是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的□12表达载体DNA 打入受体细胞中，使目的基因与其整合并□13表达的方法。
(3)花粉管通道法：我国科学家独创的方法花粉管通道法，就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去□14柱头；然后，滴加□15DNA(含目的基因)，使目的基因借助□16花粉管通道进入受体细胞。
该方法十分简单经济。
我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的。
3．将目的基因导入动物细胞(1)方法：□01显微注射技术，采用最多、最有效的方法。
(2)受体细胞：动物的□02受精卵。
(3)操作过程：将含有□03目的基因的表达载体提纯―→取卵(□04受精卵)―→□05显微注射―→受精卵经胚胎早期培养后，□06移植到雌性动物的□07输卵管或子宫内―→获得□08新性状的动物。
4．将目的基因导入微生物细胞(1)方法01Ca2＋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①用□胞称为□02感受态细胞)。
基因工程的应用(同步检测)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3(含解析)
3.3 基因工程的应用（同步检测）一、单选题1．大豆为严格的自花传粉、闭花授粉植物。
我国是世界主要的大豆进口国家之一，大豆的产量低是一个重要的瓶颈。
下列说法错误的是（）A．我国丰富的大豆种质资源为大豆杂交育种提供了丰富的基因库B．通过培育大豆多倍体来育种是提高其产量的最合适途径C．大豆杂交育种与基因工程育种的原理都属于基因重组D．自然界中的大豆往往都是纯种，大豆间难以自然实现杂交2．我国的科研团队首次发现了高粱细胞中A T1基因编码的A T1蛋白可以调节作物的耐碱性表型，对于提高作物在盐碱地的存活率具有重要意义。
在盐碱地种植的作物会受胁迫产生过量的有害物质H2O2．图中的PIP2s为某种水通道蛋白，其磷酸化水平影响H2O2的跨膜运输，其机理如图所示。
下列叙述错误的是（）A．盐碱环境可引起大多数作物胞内液渗透压上升，吸水能力增强B．PIP2s失活的植物细胞在高渗溶液中仍可以发生质壁分离C．敲除AT1基因将导致PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排D．可以将耐碱基因的成果应用到大豆、油菜等更多的作物提高其抗逆性3．作物育种可以说是农业的“芯片工程”，下列关于育种的叙述，错误的是（）A．单倍体育种和多倍体育种分别是为了获得单倍体和多倍体新物种B．用化学阻断剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体（n），然后培育形成的最可能是三倍体C．转基因育种和杂交育种的主要原理都是基因重组D．植物体细胞杂交和秋水仙素处理都能实现植物不育向可育的转变4．科学家将蜘蛛的蛛丝蛋白基因导入山羊体内，得到转基因山羊，使羊奶中含有一种独特的蛛丝蛋白，生产原理见下图。
下列叙述错误的是（）A．图中的核供体细胞来自雌羊B．导入了蛛丝蛋白基因的核供体细胞不需要进行传代培养C．形成重组细胞时来自核供体细胞的调节蛋白全部被卵细胞质中的蛋白因子替换D．为获得更多转基因山羊，可对早期胚胎进行胚胎分割5．科学家运用基因工程技术，将人凝血因子基因导入山羊的DNA中，培育出羊乳腺生物反应器，使羊乳汁中含有人凝血因子。
课时作业36 基因工程(含答案详解)
因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为 转化 。在
表达过程中，启动子需与 RNA 聚合酶 识别和结合，从而驱动转录过程。
(3)在体液免疫过程中，白细胞介素是由 T 淋巴 细胞分泌的，为了能成功
表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌细胞作为受体细胞，可能原因
是 细菌细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器
据图回答下列问题：
(1)在该实验中为构建基因表达载体，用 Sac Ⅰ、Xba Ⅰ切下 CBFl 基因后，对质 粒载体进行切割的限制酶是 Sac Ⅰ、Xba Ⅰ ，理由是 用 相 同 限 制 酶 切 割 来
源不同的 DNA 后，可产生相同的末端
。
(2) 连 接 CBFl 基 因 到 该 质 粒 载 体 后 ， 作 为 基 因 表 达 载 体 的 组 成 还 必 须 有 启动子和终止子 。将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是 农杆菌转化法 。
6．(2021·河南洛阳联考)回答下列与基因工程相关的问题： (1)自然界中原核生物容易受到外源 DNA 的入侵，但依然可以达到保护自身的目 的，这为人们寻找 限制酶 (答基因工程的操作工具)提供了启示。质粒作为基因 工程的载体，应具备的基本条件：能够自我复制、具有标记基因和一个至多 个 限制酶切割位点 。 (2)利用 PCR 技术扩增蜘蛛丝基因前，需根据目的基因的核苷酸序列设计 2 种引 物，进行 PCR 时需加热至 90～95 ℃，然后冷却至 55～60 ℃，此操作的目的 是 将 DNA 解链，然后使引物结合到互补 DNA 链上 。
解析：本题考查基因工程的有关知识。根据“八氢番茄红素合酶(其基因用 psy 表示) 和胡萝卜素脱饱和酶(其基因用 crtl 表示)参与 β－胡萝卜素的合成”可知，重组质粒中的 目的基因含有 psy 和 crtl，A 正确；构建重组质粒需要限制酶、DNA 连接酶，不需要核酸 酶，B 错误；可通过基因枪法、花粉管通道法将目的基因导入水稻受体细胞，C 错误；PCR 技术可扩增特定基因，但要检测目的基因是否表达应该用抗原—抗体杂交法，D 错误。
基因工程的原理和技术
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第一章 第二节
学习要求
基本要求
1.概述述基因工程的原理2.概述基因工程基本操作的几个步骤
发展要求
举例说出筛选含有目的基因的受体细胞的原理
说明
“课外读：聚合酶链式反应（PCR）”、“小资料：基因工程的受体细胞”只作为背景材料阅读，不要求记忆或掌握具体的内容。
PCR技术
延伸
单，导入到受体菌的群体中，各个受内全部DNA
许多DNA片段
受体菌群体
限制性核酸内切酶
与载体连接 导入
某种生物某个时期的mRNA
cDNA
反转录
受体菌群体
与载体连接 导入
三、目的基因导入受体细胞
常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
三、目的基因导入受体细胞
例如，用质粒作为载体，宿主细胞应该选择大肠杆菌。
将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通透性。 使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。 目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。基因组部分基因 （cDNA）
二、形成重组ＤＮＡ分子
添加标题
用一定的限制性核酸内切酶切割质粒，使其出现一个切口，露出粘性末端。
添加标题
用同一种限制性核酸内切酶切断目的基因，使其产生相同的粘性末端。
添加标题
用DNA连接酶将切下的目的基因片段和载体ＤＮＡ形成了一个重组DNA分子（重组质粒）
基因工程的基本操作步骤
获取目的基因 形成重组DNA分子 将重组DNA分子导入受体细胞 筛选含有目的基因的受体细胞 目的基因的表达
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基因工程中重组DNA的两次筛选
张辉运江西省遂川中学
基因工程的第二步构建基因表达的载体，即把用同一种限制酶处理的目的基因与运载体混合，再加入DNA连接酶，使DNA片段相同的黏性末端能够连接起来，因为这些DNA片段有相同的黏性末端，所以在DNA连接酶的作用下，必然形成一个封闭式的环状DNA。
这些环状DNA有的是由一个DNA片段形成的，共有两种，即目的基因环状物和运载体环状物；有的是由两个DNA片段形成的，共有三种，即目的基因—载体连接物、载体—载体连接物、目的基因—目的基因连接物。
如何从如此多的环状物中找出具有目的基因的重组质粒呢？我们通过下面例题进行分析。
【例】图1是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。
已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。
判断下列说法正确的是（）
A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A 的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长。
【解析】筛选含目的基因的受体细胞，首先要选择质粒。
如图2所示本题中所选用的质粒A，同时具有青霉素抗性基因和四环素抗性基因，在操作中将目的基因插入到了四环素抗性基因中，这样将导致四环素基因不能表达。
在进行导入操作中，质粒自连的环状DNA和重组质粒都可以导入受体细胞，而目的基
因自连环状DNA则不能导入，因此在导入操作后，混合物中有3种细胞：即多数没有导入任何质粒的受体细胞（普通细胞）、导入普通质粒（不含目的基因）的细胞和导入重组质粒的受体细胞（获得目的基因）。
第一次筛选：将含有三细胞的混合物接种在含青霉素的选择培养基中培养，由于普通细胞不含有抗性基因，能够将导入普通质粒和重组质粒的受体细胞选出。
第二次筛选：采用影印接种法，即用一小块灭菌的丝绒固定在直径较平板略小的圆形木块上，构成印章（接种工具，图3A所示）；然后把前述经过第一次筛选长出菌落的母板倒置在丝绒的印章上，轻轻印一下（图3B）；再把此印章在另一个含四环素的选择培养基（图3D）的平板上印一下。
这样，由于重组质粒的抗四环素基因被目的基因破坏，不能形成菌落的即为含有重组质粒的受体细胞，根据对比（如图3C和D所示），就能在母板的培养基上筛选出含有目的基因的受体细胞。
【答案】C。