2017届高中生物 专题1 基因工程 1.3 基因工程的基本操作程序——将目的基因导入受体细胞、

《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程是现代生物技术的核心，它让我们能够按照人类的意愿改造生物的遗传特性。

下面咱们就来详细说一说基因工程的基本操作程序。

一、获取目的基因目的基因是我们想要导入受体细胞的特定基因。

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大仓库，里面存放着各种各样的基因。

我们可以根据目的基因的有关信息，比如它的核苷酸序列、功能等，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 技术就像是基因的复印机。

如果我们已经知道了目的基因的核苷酸序列，就可以设计引物，通过 PCR 反应让目的基因在短时间内大量扩增。

3、人工合成当目的基因较小，而且核苷酸序列又已知的时候，我们可以通过化学方法直接人工合成目的基因。

二、构建基因表达载体有了目的基因还不够，还得给它安个“家”，这个“家”就是基因表达载体。

基因表达载体就像是一辆搭载着目的基因的“专车”，能把目的基因准确无误地送到受体细胞中，并且让目的基因能够稳定存在和表达。

基因表达载体通常包括以下几个部分：1、启动子启动子就像是基因表达的“开关”，它能启动目的基因的转录。

2、终止子终止子就像是基因表达的“刹车”，它能让转录在需要的时候停止。

3、标记基因标记基因就像是基因表达载体的“身份证”，它能帮助我们筛选出含有目的基因的受体细胞。

4、目的基因这是我们想要导入受体细胞的基因。

构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，一般需要用到限制酶和DNA 连接酶。

限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子；DNA 连接酶则能够把切割后的 DNA 片段连接起来，形成一个完整的基因表达载体。

三、将目的基因导入受体细胞目的基因只有进入受体细胞，并且在受体细胞中稳定存在和表达，才能发挥作用。

将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，下面介绍几种常见的方法：1、农杆菌转化法对于植物细胞来说，农杆菌是一种天然的“基因运输员”。

《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程，这一现代生物技术的核心领域，为我们打开了一扇通往生命奥秘和创新应用的大门。

它让我们能够在分子水平上对生物的遗传物质进行操作和改造，从而实现特定的目标。

接下来，让我们深入了解基因工程的基本操作程序。

一、获取目的基因目的基因是我们期望在受体细胞中表达和发挥特定功能的基因。

获取目的基因的方法多种多样。

一种常见的方法是从基因文库中获取。

基因文库就像是一个基因的“图书馆”，包含了某种生物的全部基因。

我们可以根据目的基因的相关信息，在这个“图书馆”中进行筛选和查找。

另一种方法是利用 PCR 技术扩增目的基因。

PCR 技术就像是一台基因的“复印机”，能够以少量的 DNA 为模板，通过多次循环的变性、退火和延伸过程，快速大量地扩增出特定的基因片段。

此外，如果已知目的基因的核苷酸序列，还可以通过化学方法人工合成目的基因。

二、构建基因表达载体获取了目的基因后，接下来需要构建基因表达载体。

这就像是给目的基因打造一个“专车”，使其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。

启动子是基因表达的“开关”，它能够控制基因在何时何地开始表达。

终止子则像是“停车信号”，告诉基因表达在何处结束。

标记基因则用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，需要使用限制酶和 DNA 连接酶等工具酶。

限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子。

DNA 连接酶则能够将切割后的 DNA 片段连接起来，形成完整的基因表达载体。

三、将目的基因导入受体细胞有了基因表达载体，接下来要将其导入受体细胞。

这是基因工程中的关键步骤之一，就像是把“专车”开到目的地。

导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等。

农杆菌转化法是利用农杆菌能够感染植物细胞，并将其 Ti 质粒上的TDNA 转移到植物细胞中的特点来实现目的基因的导入。

高中生物选修三专题一基因工程知识点专题一基因工程基因工程的概念基因工程就是指按照人们的心愿，展开严苛的设计，通过体外dna重组和转基因技术，剥夺生物以代莱遗传特性，缔造出以合乎人们须要的代莱生物类型和生物产品。

基因工程就是在dna分子水平上展开设计和施工的，又叫作dna重组技术。

（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内乌酶（管制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能辨识双链dna分子的某种特定的核苷酸序列，并且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，因此具有专一性。

（3）结果：经管制酶研磨产生的dna片段末端通常存有两种形式：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：当管制酶从辨识序列的中心轴线处剖开时，剖开的dna两条单链的切口，就是平坦的，这样的切口叫做元显恭末端。

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连接酶源于大肠杆菌，就可以将双链dna片段优势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聚合酶促进作用的优劣: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）载体具有的条件：①能够在受到体细胞中激活并平衡留存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源dna片段插入。

③具备标记基因，可供重组dna的鉴别和挑选。

④对受体细胞无害。

（2）最常用的载体就是质粒,它就是一种外露的、结构直观的、单一制于细菌染色体之外，并具备自我复制能力的双链环状dna分子。

【高中生物】高中生物知识点：基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序：1、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）获取方法：①从基因文库中获取；②人工合成（反转录法和化学合成法）；③PCR技术扩增目的基因。

2、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。

如图：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。

（3）基因表达载体的构建过程：3、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：生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子（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标记基因是否表达。

4、目的基因的检测和表达（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DNA 分子杂交技术。

（2）其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。

（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蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。

《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程，这个听起来颇为高深的词汇，其实与我们的生活息息相关。

从农业领域的转基因作物，到医疗领域的基因治疗，基因工程正以惊人的速度改变着我们的世界。

那么，基因工程到底是如何实现的呢？这就不得不提到基因工程的基本操作程序。

一、目的基因的获取目的基因，简单来说就是我们想要的那段基因。

获取目的基因是基因工程的第一步，也是关键的一步。

1、从基因文库中获取基因文库就像是一个巨大的基因仓库，里面存放着各种各样的基因。

我们可以根据自己的需求，从中筛选出我们想要的目的基因。

这就好比在一个超级大的图书馆里找一本书，需要有一套有效的检索系统。

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。

如果我们已经知道了目的基因的序列，就可以通过PCR 技术在体外大量扩增它。

就好像是复制粘贴，让一小段基因迅速变成很多很多份。

3、人工合成法当基因的序列比较短，而且我们又清楚它的碱基序列时，还可以通过人工合成的方法来获取目的基因。

这就像是按照图纸精确地搭建一个小的基因结构。

二、基因表达载体的构建有了目的基因还不够，还需要把它“装”进一个载体里，这个载体就像是一辆车，带着目的基因进入受体细胞。

基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子和标记基因等部分组成。

启动子就像是一个开关，控制着基因的表达什么时候开始；终止子则像是一个结束的信号，告诉基因表达到这里就停止。

标记基因的作用可不小，它能帮助我们筛选出成功导入基因表达载体的受体细胞，就像一个小标签，让我们能快速找到我们想要的东西。

构建基因表达载体需要用到限制酶和 DNA 连接酶。

限制酶负责把载体和目的基因切开，露出相同的黏性末端，然后 DNA 连接酶再把它们连接起来，形成一个完整的基因表达载体。

三、将目的基因导入受体细胞这一步就像是把包裹好的“礼物”送到收件人的手里。

1、导入植物细胞常用的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。

农杆菌转化法是利用农杆菌这种天然的“快递员”，它能够将自身携带的一段 DNA 转移到植物细胞中。

高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

(2)作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(3)结果：产生黏性末端或平末端。

2．DNA 连接酶3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。

(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。

(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．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：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。

3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。

(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。

2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。

基因工程的基本操作步骤4基因工程的基本操作步骤基因工程是一种将外源基因或人为改造的基因导入到生物体内，从而改变其遗传特性的技术。

作为一项复杂而关键的科学技术，基因工程需要遵循一系列基本操作步骤。

本文将介绍基因工程的基本操作步骤，帮助读者了解和理解这一领域的基础知识。

1. 提取目标基因基因工程的第一步是提取目标基因。

目标基因可以来自不同生物体的DNA，包括细菌、植物、动物等。

提取目标基因需要使用特定的提取方法，例如PCR（聚合酶链式反应）技术。

在这一步骤中，需要具备实验室操作技能，同时需遵守实验室安全操作规范。

2. 构建基因载体在基因工程中，基因载体扮演着非常重要的角色。

基因载体是将目标基因导入宿主细胞的工具，通常是由DNA分子构成。

基因载体的构建需要选择适当的载体类型，并将目标基因与载体连接起来。

常见的基因载体包括质粒、病毒等，其构建过程需要遵循相关实验技术和原则。

3. 转化宿主细胞一旦基因载体构建完成，下一步是将其导入宿主细胞中。

这个过程被称为转化。

转化可以通过多种方法实现，例如热激冲击、化学处理或电击。

通过转化，基因载体得以进入宿主细胞，并将目标基因在宿主细胞内表达。

4. 鉴定转化细胞经过转化后，不是所有的细胞都成功地接受了目标基因。

因此，鉴定转化的细胞是基因工程中一个关键的步骤。

鉴定的方法通常基于目标基因在细胞中的表达，可以通过PCR扩增、酶切或荧光显微镜观察等实验手段来进行。

5. 培养和筛选鉴定成功的转化细胞后，需要对其进行培养和筛选。

在培养基中，细胞会持续生长和分裂，并表达目标基因。

为了筛选出带有目标基因的细胞，通常需要加入适当的筛选剂或标记基因。

通过培养和筛选，可以获得大量带有目标基因的细胞。

6. 分离纯化在获得带有目标基因的细胞后，接下来的步骤是分离和纯化目标基因。

这可以通过一系列的实验方法实现，如凝胶电泳、离心、柱层析等。

分离纯化后的目标基因可用于进一步的研究或应用。

总结：基因工程的基本操作步骤包括提取目标基因、构建基因载体、转化宿主细胞、鉴定转化细胞、培养和筛选、以及分离纯化。

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：①目的基因的；②的构建；③将目的基因；④目的基因的。

二、基因工程的基本操作程序：（一）目的基因的获取1．目的基因：主要是指的基因，也可以是一些具有作用的因子。

2.的基因的获取：目的基因可以从中分离出来，也可以用合成。

常用的方法有以下几种：（1）从基因文库中获取目的基因①基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）基因组文库 cDNA文库如根据基因的、的、基因在染色体上的、基因的，以及基因的等特性。

（2）利用PCR技术扩增目的基因①PCR是____________________________________技术，是的缩写。

②原理：____________________。

③前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_________。

④条件：DNA模板、。

⑤扩增过程：（根据课本第10页，图1-8回答问题）a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为单链；b．退火（冷却℃）：与单链相应互补序列结合；c．延伸（℃）：在的作用下进行延伸Taq酶的特点是。

PCR技术与DNA复制的比较：（3）化学法直接合成：适用于基因比较，核苷酸序列又。

（二）——基因工程的核心1．基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中能，并且可以，同时，使目的基因能够。

2．基因表达载体= + + +（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，它是识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，最终获得所需要的蛋白质。

（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的，相当于一盏红色信号灯，使在所需要的地方停止下来。

（3）标记基因：作用是为，从而将含有目的基因的细胞出来，如基因。

3．构建基因表达载体的过程：用（同、不同）种限制酶去切目的基因与运载体，再用使其连接,形成重组DNA分子。

（三）将目的基因导入受体细胞将目的基因受体细胞，并且在受体细胞内和的过程，称为转化。

高中生物：基因工程的基本操作程序【知识点1】目的基因的获取获取目的基因是基因工程的第一步。

1.目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的结构基因。

2.获取目的基因的方法（1）从基因文库中获取目的基因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，称为基因文库。

③目的基因的获取根据基因的有关信息：基因的脱氧核苷酸序列、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因的翻译产物蛋白质等特性获取目的基因。

优点：有了基因文库，就可随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。

（2）人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法人工合成。

①反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，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。

②人工合成：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原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。

如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。

（3）利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR：PCR是聚合酶链式反应的缩写。

这项技术是由穆里斯等人于1988年发明的，为此，穆里斯于1993年获得了诺贝尔化学奖。

它是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。

通过这一技术，可以获取大量的目的基因。

PCR扩增是获取目的基因的一种非常有用的方法，也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。

②目的：获取大量的目的基因。

③原理：DNA复制。

④条件：已知目的基因的核苷酸序列即模板DNA、RNA引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶（Taq 酶）、离子。

⑤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，在DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。

⑥特点：指数扩增=2n（n 为扩增循环的次数）⑦过程：如图所示。

《基因工程的基本操作程序》讲义一、基因工程的概念基因工程，也称为重组 DNA 技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA 重组和转基因等技术，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。

二、基因工程的基本操作程序基因工程的基本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、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

（一）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）。

基因组文库包含了一种生物的全部基因，而 cDNA 文库是由某生物发育的某个时期的 mRNA 反转录产生的 cDNA 片段与载体连接后形成的。

2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。

通过设计一对与目的基因两端序列互补的引物，在高温下使 DNA 双链解旋，然后在低温下引物与单链 DNA 结合，再在适温下由 DNA 聚合酶催化合成新的 DNA 链，如此反复循环，可使目的基因迅速扩增。

3、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。

（二）基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。

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。

2、组成基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。

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。

终止子位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的 DNA 片段，能终止 mRNA 的转录。

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、构建过程一般用相同的限制性内切酶分别切割目的基因和载体，产生相同的黏性末端，然后用 DNA 连接酶将目的基因和载体连接起来，形成重组DNA 分子。

基因工程的基本操作程序概述基因工程是一种重要的生物技术，通过改变生物体的基因组来实现对基因的操作和调控，从而达到改良生物体的目的。

在基因工程中，有一些基本的操作程序是必须掌握的，这些程序包括基因克隆、基因转移、基因检测和基因编辑等。

基因克隆基因克隆是指通过体外合成、复制和移入宿主细胞等技术手段，将某一特定基因片段放入宿主细胞中，使其在宿主细胞中表达。

基因克隆的基本操作程序包括：1.DNA提取：从源生物体中提取目标基因的DNA序列。

通常可以通过细胞裂解和DNA纯化等步骤来获得高质量的DNA样品。

2.DNA切割：使用限制性内切酶切割DNA链，产生具有粘性末端的DNA片段。

3.质粒选择：选择合适的质粒载体，将目标基因片段插入质粒中，形成重组质粒。

4.DNA连接：将重组质粒和DNA片段进行连接，通常使用DNA连接酶来实现。

5.质粒引物扩增：将连接好的质粒转入大肠杆菌等细菌中进行扩增，然后提取质粒DNA。

6.质粒验证：通过酶切、PCR等方法验证质粒是否含有目标基因片段。

7.宿主转化：将质粒导入宿主细胞中，通常使用电穿孔、热冲击等方法实现。

8.筛选和鉴定：通过筛选抗生素抗性标记等方法，将成功转化的宿主细胞筛选出来。

9.基因表达：在含有目标基因片段的宿主细胞中进行基因表达，通常使用启动子、转录因子等调节元件来实现。

基因转移基因转移是指将外源基因导入到生物体中，并使其在生物体中稳定表达。

基因转移的基本操作程序包括：1.选择载体：选择合适的基因载体，如质粒、病毒等。

2.插入目标基因：将目标基因插入载体中，并构建重组质粒或重组病毒。

3.转化或感染：将重组质粒或病毒导入宿主生物体中，通常使用质粒转化、病毒感染等方法。

4.鉴定：通过PCR等方法检测和验证目标基因是否成功转移到宿主生物体中。

5.培养/繁殖：将转基因生物体培养和繁殖，以获得足够数量的转基因生物体。

6.筛选：通过筛选抗生素抗性标记等方法，将成功转移目标基因的生物体筛选出来。