高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）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） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：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，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （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：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，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连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是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基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是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：
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：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。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
专题一基因工程 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。基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）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） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：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，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，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连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: 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 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键 化学本质蛋白质 （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。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ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 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 （1）获取方法：从基因文库中获取目的基因
生物选修三 易考知识点背诵 专题1 基因工程 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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）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） （1）来源： 主要是从原核生物（微生物）中分离纯化出来的。 （2）功能： 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，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端（中心轴线的两侧）和平末端（中心轴线） EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列: 他们识别的核苷酸序列不同,但是切点都是在G↓C之间。 （4）比较有关的DNA酶 （1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基 （2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。 （3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 （4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (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：都缝合磷酸二酯键。 ②区别： E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，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T4D NA连接酶来自T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同： 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。 3.“分子运输车”——载体 （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）运载体使用的目的：①是用它做运载工具，将目的基因转运到宿主细胞中去。②是利用它在受体细胞内对目
专题1 基因工程 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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）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） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：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，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (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：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，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连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: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。 3.“分子运输车”——载体 （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、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：入噬菌体的衍生物、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 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
专题一基因工程基因工程的概念 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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）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） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：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，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，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连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: 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 （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。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
选修三专题一第3节基因工程的应用 一、教学目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、教学重点和难点 1.教学重点 基因工程在农业和医疗等方面的应用。 2.教学难点 基因治疗。 三、教学过程 1、转基因生物与目的基因的关系 转基因生物目的基因目的基因从何来 抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼 抗除草剂大豆抗除草剂基因 增强甜味的水果降低乳糖的奶牛 甜味基因肠乳糖酶基因 生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人 讨论： 1、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质（如教材中列举的血清白蛋白、抗凝血酶等）比工厂化生产的优越之处有哪些？（乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好； ③成本低；④易提取。） 简介：动物乳腺生物反应器 1987年美国科学家戈登（Gordon）等人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋白──tPA （组织
型纤溶酶原激活物），展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产 品的方式称为动物乳腺反应器。 为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢？这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体，合成蛋白质的能力非常强，尤其是一些经过长期的遗传改良，专门产奶的乳用动物品种，蛋白质合成能力更是惊人。一头优质奶牛，一年可产奶10 000 kg。即便是一只奶山羊，一年也可产奶2 000 kg。 动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点：①产量高，且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排出动物体外；②目标产品的质量好。动物乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力，而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等，而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力；③产品成本低；④从奶牛中提取产品，操作比较简单。 正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点，目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业，受到科学家、商界和医药界的高度重视。目前瞄准的目标医药产品有：①血液蛋白质，如表1-2所示，这些血液蛋白质有巨大的经济效益，其中利用奶牛生产的凝血酶Ⅲ已通过第三期临床实验，即将投放市场。②第二代医用蛋白质，主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白，乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白，疫苗，组织修复物等。③生产“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。 动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的，只是为了将目标产品在乳汁中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等，构建成表达载体后通过注射导入受精卵中，再将其送入母体动物内，发育成动物个体，这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。 2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？ 用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。 不同之处：为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。 操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。
专题检测卷(一) (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分，在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求) 1.下列有关限制性核酸内切酶的说法，正确的是() A.限制酶主要是从真核生物中分离出来的 B.限制酶的识别序列只能由6个核苷酸组成 C.限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并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 D.限制酶切割产生的DNA片段末端都为黏性末端 2.在DNA连接酶的催化下形成的化学键和位置分别是() A.氢键碱基与脱氧核糖之间 B.氢键碱基与碱基之间 C.磷酸二酯键磷酸与脱氧核糖之间 D.磷酸二酯键脱氧核糖与碱基之间 3.下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是() ①催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接②催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成④催化两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成 A.①③ B.②④ C.②③ D.①④ 4.水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly、Ser构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是() A.促使目的基因导入宿主细胞中 B.促使目的基因在宿主细胞中复制 C.使目的基因容易被检测出来 D.使目的基因容易成功表达 5.限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶Bam HⅠ、Eco RⅠ、Hin dⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点，切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是()
A.Bam HⅠ和Eco RⅠ B.Bam HⅠ和Hin dⅢ C.Bam HⅠ和BglⅡ D.Eco RⅠ和Hin dⅢ 6.下列有关基因工程操作的叙述，正确的是() A.用同种限制性核酸内切酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端 B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同 C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功 D.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接 7.在基因工程中，为将目的基因导入受体细胞常采用土壤农杆菌转化法，在土壤农杆菌中常含有一个Ti质粒。某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物，下列分析错误的是() A.Ti质粒含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因，是基因工程中重要的载体 B.用Ca2＋处理细菌是重组Ti质粒导入土壤农杆菌中的重要方法 C.重组Ti质粒的土壤农杆菌成功感染植物细胞，可通过植物组织培养技术将该细胞培养成具有抗虫性状的植物 D.若能够在植物细胞中检测到抗虫基因，则说明将重组质粒成功地导入到了受体细胞 8.下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述中正确的是() A.这三种方法都用到酶，都是在体外进行的 B.①②③碱基对的排列顺序均相同 C.图示a、b、c三种方法均属于人工合成法 D.方法a不遵循中心法则 9.下列关于基因文库的说法，错误的是() A.可分为基因组文库和部分基因文库 B.cDNA文库属于部分基因文库 C.基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流 D.同种生物的cDNA文库基因数量较基因组文库基因数量少 10.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
生物练习2 专题一 基因工程测试 一、选择题 1. 有关基因工程的叙述正确的是（ ） A.限制酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成是在细胞内完成的 C.质粒都可作为载体 D.蛋白质的结构成分为合成目的基因提供资料 2. 基因工程是在DNA 分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是（ ） A.人工合成目的基因 B.目的基因与运载体结合 C.将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的检测表达 3. 水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中有三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用（ ） A.促使目的基因导入宿主细胞中 B.促使目的基因在宿主细胞中复制 C.使目的基因容易被检测出来 D.使目的基因容易成功表达 4. 应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指（ ） A.用于检测疾病的医疗器械 B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA 分子 C.合成β—球蛋白的DNA D.合成苯丙氨酸羟化酶的DNA 片段 5. 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。一种限制性内切酶能识别DNA 子中的GAATTC 顺序，切点在G 和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 6. 下列平末端属于同一种限制酶切割而成的是（ ） A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 7. 下列属于PCR 技术的条件的是（ ） ①单链的脱氧核苷酸序列引物 ②目的基因所在的DNA 片段 ③脱氧核苷酸 ④核糖核苷酸 ⑤DNA 连接酶 ⑥DNA 聚合酶 ⑦DNA 限制性内切酶 A.①②③⑤ B.①②③⑥ C.①②③⑤⑦ D.①②④⑤⑦ 8.质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置（插入点有a 、b 、c ），请根据表中提供细菌的生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是：（ ） A ．①是c ；②是b ；③是a B ．①是a 和b ；②是a ；③是b C ．①是a 和b ；②是b ；③是a D ．①是c ；②是a ；③是b 9、蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是（ ） A.氨基酸结构 B.蛋白质的空间结构 C.肽链结构 D.基因结构
专题１基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 １．基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。操作水平是DNA分子水平，操作环境是在体外。 ２．“分子手术刀”──限制性核酸内切酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今已从近300种微生物中分离出了约4000种限制酶。能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列；切开两个两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成黏性末端或平末端。 ３．“分子缝合针”──DNA连接酶。将切下来的DNA片段拼接成新的DNA 分子，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。种类：1）E.coli DNA连接酶：只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来2）T4 DNA连接酶：既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低 ４．“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。作为载体的必要条件：能自我复制、有切割位点、有遗传标记基因等。载体的种类：细菌质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 1.2 基因工程的基本操作程序 １．基因工程的基本操作步骤主要包括：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。 ２.目的基因的获取方法：从基因文库中获取、利用PCR提取目的基因、人工合成法。 3.PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。原理DNA双链
复制。条件：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq 酶）。方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。 4．基因表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。 5．基因表达的载体的组成目的基因 +启动子 + 终止子 + 标记基因6．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。 7.导入植物细胞：农杆菌转化法（表达载体导入农杆菌，再让农杆菌感染植 物细胞） 这是双子叶植物和裸子植物中常用的基因转化方法；基因枪法，这是单子叶植物中常用的基因转化方法；花粉管通道法，这种方法十分简便经济，我国的转基因抗虫棉就是用这种方法得到的。 8.导入动物细胞：显微注射法，将基因表达载体提纯，用显微注射仪注射到受精卵中。 9.导入微生物细胞：Ca2＋处理受体细胞成为感受态细胞，再进行混合。 10.检测是否插入目的基因，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带。检测是否转录出了mRNA，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带。检测目的基因是否翻译成蛋白质。抗体与蛋白质进行抗原－抗体杂交，看是否有杂交带。还可以根据其性状进行个体水平的 鉴定。 1.3 基因工程的应用 一、植物基因工程成果 1．抗虫转基因植物 杀虫基因：主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、
2014年 专题1 基因工程 （天津卷）4.为达到相应目的，必须 ．．通过分子检测的是 A.携带链霉素抗性基因受体菌的筛选 B.产生抗人白细胞介素－8抗体的杂交瘤细胞的筛选 C.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定三体综合征的诊断 【答案】B 【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌，A错误；抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原-抗体杂交技术筛选产生，B正确；在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果，C错误；可利用显微镜检测21三体综合征，D错误。 （广东卷）25利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图14所示，下列叙述正确的是（） A、过程①需使用逆转录酶 B、过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞【答案】AD 【解析】过程①是以RNA为模板合成DNA的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶的催化，故A 正确；过程②表示利用PCR扩增目的基因，在PCR过程中，不需要解旋酶，是通过控制温度来达到解旋的目的，故B错；利用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，故C错；检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA 中，可以采用DNA分子杂交技术，故D正确 （课标Ⅱ卷）40．[生物——选修3：现代生物科技专题](15分) 植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。 回答下列问题： （1）理论上，基因组文库含有生物的基因；而cDNA文库中含有生物的基因。 （2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中出所需的耐旱基因。 （3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的是否得到提高。 （4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了（填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。 【答案】（1）全部部分（2）筛选（3）乙表达产物耐旱性（4）同源染色体的一条上 【解析】（1）基因文库包括基因组文库和cDNA文库，基因组文库包含生物基因组的所全部基因，cDNA文库是以mRNA 反转录后构建的，只含有已经表达的基因（并不是所有基因都会表达），即部分基因。 （2）从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。 （3）要提高植物乙的耐旱性，需要要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。要检测目的基因（耐旱基因）是否表达应该用抗原抗体杂交检测目的基因（耐旱基因）的表达产物（即耐旱的相关蛋白质）；个体水平检测可以通过田间实验，观察检测其耐旱性情况。 （4）如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上，则子代将全部表现耐旱，不会出现性状分离。[或“如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上，则转基因植株的基因型可以用A_表示（A表示耐旱基因，_表示另一条染色体上没有相应的基因），A_自交后代基因型为AA∶A_∶_ _=1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱=3∶1，与题意相符 （天津卷）8.（12分）嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验： Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶 （1）PCR扩增bglB基因时，选用基因组DNA作模板。 （2）右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入和不同限制酶的识别序列。 （3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为。 Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响 （4）据图1、2可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在（单选）。
学校：临清一中学科：生物编写人：吕瑞审稿人：孙书明 专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具 一、教材分析 《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。 二、教学目标 1．知识目标： （1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。 （2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．能力目标： 运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （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。 三、教学重点和难点 1、教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2、教学难点 基因工程载体需要具备的条件。 四、学情分析 学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑。 检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师首先提问： （1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程） （2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？ （实质是基因工程的基本操作程序：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） 从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
[基因工程] 包含次级知识点： 限制性核酸内切酶、DNA连接酶、基因进入受体 细胞的载体 知识点总结 要点一限制性核酸内切酶 1.化学本质：蛋白质。 2.切割位点：磷酸二酯键。 磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键,而限制酶切割的只能是箭头所指处的化学键,因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部。 3.限制酶切出的黏性末端和平末端的比较
4.限制性核酸内切酶与DNA解旋酶的比较 (1)相同点：都作用于DNA分子中的化学键。 (2)不同点：两者作用部位不同，前者作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而后者作用于两个碱基之间的氢键。 要点二DNA连接酶 1.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 2.限制性核酸内切酶与DNA连接酶的比较 (1)区别
(2)两者的关系可表示为： 要点三常用的载体——质粒 1.来源：质粒主要存在于细菌、酵母菌等生物中。 2.结构：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA 之外，并且具有自我复制能力的双链环状DNA分子，如下图所示： 3.标记基因：质粒上有一些特殊的基因，如抗四环素基因、抗氨苄青霉素基因，用于对重组DNA进行鉴定和选择。 4.载体的作用 (1)用它作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中去。 (2)利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
第一步目的基因的获取 获取目的基因是基因工程实施的第一步，可以有三种途径获取目的基因，如下图所示： 1.基因文库是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基因，叫做基因文库。建立基因文库的目的就是为获得大量的目的基因做准备。如果基因文库中含有一种生物的所有基因，这个基因文库就叫做基因组文库。如果基因文库中含有一种生物的部分基因，这个文库就叫做部分基因文库。如以某生物的mRNA反转录基因产生的多种互补DNA(cDNA)片段，并与载体连接后储存在一个受体菌群中的cDNA文库。基因文库就相当于某种生物的基因仓库，储备着该生物大量的基因。 2.PCR技术是一项在生物体外复制特定的DNA的核酸合成技术。它遵循的原理与DNA复制原理相同，条件是有一段已知的目的基因的核苷酸序列和根据核苷酸序列合成
基因工程 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：是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。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是。此方法的受体细 胞多是。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因 是，最常用的原核细胞是，其转化方法是：先用处理细胞，使其成为，再将溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。 3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是。
基因工程 一. DNA连接酶和DNA聚合酶的比较： !）成分：蛋白质 2）作用部位：催化形成磷酸二脂键（即核甘酸与核甘酸之间） 3）作用过程：DNA聚合酶：将单个脱氧核昔酸连接成DNA长链 DNA连接酶：将DNA片段的末端（粘性和平末端） 4）作用结果：DNA连接酶：将存在的DNA片段连接成重组DNA , 不需要模板 DNA聚合酶：以一条DNA链为模板，形成新的DNA 分子二. DNA重组的基本工具： 1）限制性核酸内切酶：简称限制酶。主要是从原核细胞中纯化出来 的。能够特异性识别双链DNA分子的某种特定序列（如：EcoR I识别GAATTC序列，切出粘性末端。Sma I特异性识别CCCGGG序列，切出平末端）并且能使每一条链的特定部位的两个脱氧核甘酸之间的磷酸二酯键断开，大多数限制酶识别序列由6个核昔酸组成。 2）DNA连接酶：根据酶的来源不同，把酶分为两类：一种是大肠杆菌分离出的E'coliDNA连接酶（恢复粘性末端），另一种是从T4噬菌体分离出的T4DNA连接酶（既可以连接平末端又可以连接粘性末端，连接平末端的效率较低） 3）载体：质粒是常用的载体，质粒是一种裸露的，结构简单，独立于细菌拟核之外，并具有白我复制能力的很小的双链环状DNA分子。质粒的DNA分
子上有很多限制酶切割位点，供外源DNA插入其中。质粒DNA分子上有独特的标记基因（如：四环素抗性基因，氨节青霉素抗性基因等，供重组DNA 的鉴定和选择） 在基因工程中使用的运载体除质粒外，还有入噬菌体的衍生物，动植物病毒等。 三，基因工程的基本操作程序： 1）获取目的基因：目的基因即编码蛋白质的基因（人工合成法：以目的基因转录成的mRNA为模版合成双链DNA的方法和根据已知的蛋白质的氨基酸序列推测出相应结构基因的核昔酸序列和从白然界已有的物种中分离出来） §基因文库：将含有某种生物的不同基因的许多DN#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。M1. 包含一种生物所有的基因的基因文库叫做基因组文库。M2.只包含了一种生物的的一部分基因，这种基因文库叫部分基因文库。M 3通过用某种生物发育的某个时期的mRN 辰转录所产生的DNA §可以根据基因的核昔酸序列，基因的功能，基因在染色体上的位置，基因转录的mRNA以及基因的表达产物蛋白质等特性获取目的基因 2）构建表达载体：基因工程的核心 1. 目的：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
生物选修三(基因工程、细胞工程) 南大附中第四次周练 一、单项选择题：本题包括17小题，每小题3分，共计51分。每小题只有一个选项最符合题意。 1．从基因文库中获取目的基因的根据是 A．基因的核苷酸序列B．基因的功能 C．基因的转录产物m RNA D．以上都是 2．在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是 ①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子 ②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA ③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止 ④所有基因表达载体的构建是完全相同的 A．②③B．①④C．①②D．③④ 3．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件 ①无毒的环境②无菌的环境③合成培养基需加血清、血浆 ④温度与动物体温相近⑤需要O2，不需要CO2⑥CO2能调节培养液pH A．①②③④⑤⑥B．①②③④C．①③④⑤⑥D．①②③④⑥ 4．蛋白质工程的基本流程正确的是 ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A．①→②→③→④B．④→②→①→③ C．③→①→④→②D．③→④→①→② 5．关于细胞全能性的理解不确切的是 A．大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性 B．细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在条件 C．通过植物组织培养得到的试管苗，是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果D．通过动物细胞培养获得细胞株或细胞系，证明了动物体细胞也具有全能性 6．限制性核酸内切酶切割DNA时 A．专一识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点进行切割 B．有多个酶切位点 C．任意切割，没有特定的核苷酸序列 D．识别特定的核苷酸序列，但切口多个 7．人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗生素抗性基因，该抗性基因的主要作用是A．提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B．有利于对目的基因是否导入进行检测 C．增加质粒分子在受体细胞存活的机会 D．便于与外源基因连接
精品资料欢迎下载 上课时间年月日第课时总课时 课题专题 1 基因工程 教学 1.简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。 2.简述基因工程的原理及技术。 目标 教重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 材 分难点基因工程载体需要具备的条件。 析教具教案 抗虫棉培育过程教讲述与学生方练习、讨论相学结合 法 教讨论：抗虫棉是利用什么手段培育的？需要什么工具？ 提示：利用转基因技术（基因工程）；工具：限制酶、 DNA 连接酶、运载体等。 一、基因工程的概念以及工具 学 1.概念 :指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，由于基因工程是在DNA 分子水平上进行和实施的，因此又叫做DNA 重组技术。 过 2.基因工程的工具： （ 1）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶） 程 ①存在：原核生物中 ②作用：识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定的部分的两
个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 ③形成的末端类型：粘性末端、平末端。 （ 2）“分子缝合针”——DNA 连接酶（作用于磷酸二酯键）
（3）“分子运输车”——载体 条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存，对受体细胞无毒无害； ②具有一至多个酶切位点；③标记基因（一般为抗生素抗 性基因，用来筛选）。 种类：①质粒（最常用） ②其他：λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等 作用：携带外源 DNA 片段进入受体细胞。 特点：可在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA 上随染色体DNA 进行同步复制。 二、基因工程的基本操作程序： 1.目的基因的获取： （ 1）从基因文库中获得 ①基因文库的类型：（酵母菌为例） 基因组文库：把某种生物基因组的全部遗传信息通过克隆载体贮存在一个受体菌克隆子群体中，这个群体即为这种生物的基因组文库。 cDNA文库：指某生物某一发育时期所转录的mRNA全部经反转录形成的CDNA片段与某种载体连接而形成的克隆的集合。 ②构建基因文库的目的：为了在不知目的基因序列的情况下，获得所需的目的基因。 （2）人工合成目的基 因①反转录法： ②化学合成法：