基因工程复习

2025年高考生物复习新题速递之基因工程（2024年9月）一．选择题（共18小题）1．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B．DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水C．粗提取的DNA中含有核蛋白、多糖等杂质D．将粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺试剂DNA被染成蓝色2．大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。

用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。

下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是（）A．提取DNA时可加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解B．将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后；可用二苯胺试剂进行鉴定C．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理D．根据电泳结果，质粒上一定没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点3．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，下列分析合理的是（）A．可选择酶3切割质粒和目的基因，再用E.coliDNA连接酶连接B．可选择酶2和酶4切割质粒和目的基因，再用E.coliDNA连接酶连接C．可选择酶2切割质粒、酶4切割目的基因，再用E.coliDNA连接酶连接，连接后的片段仍能被酶2和酶4切割D．为了让重组表达载体的构建合理且高效，可用酶1和酶2切割质粒和目的基因，再用T4DNA连接酶连接4．将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因PinⅡ导入杨树细胞，培育成了抗虫杨树。

如图表示含目的基因的DNA 分子和农杆菌质粒，图中Amp r表示氨苄青霉素抗性基因，Neo r表示新霉素抗性基因，箭头表示识别序列完全不同的几种限制酶的切割位点。

一、名词解释1、Gene engineering：(基因工程)是指将一种生物（供体）的基因转移到另一种生物（受体）中去，创建具有某种新性状的生物新品系并能稳定遗传给后代的一种现代生物技术。

2、GMO(Genetically Modified Organism)：(基因工程体)通过基因工程技术创制出的具有某种新性状的生物新品系。

3、DNA denaturation（DNA变性）:DNA变性是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链，从而使核酸的天然构象和性质发生改变。

4、exon：（外显子）是DNA 与成熟RNA间的对应区域，是氨基酸的编码区，故又称非隔区。

5、intron:（内含子）是 DNA 与成熟RNA间的非对应区域，是不编码氨基酸的区域，又称间隔区。

6、signal peptide：（信号肽）是指合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移（定位）的N-末端氨基酸序列。

一般由15-30个氨基酸序列组成。

7、ORF（Open reading frame）：（开放阅读框）从mRNA的5’端起始密码子到3’端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为（ORF）。

8、Restriction enzymes：（限制性内切酶）即指识别双链DNA分子中特异位点并水解磷酸二酯键的核酸内切酶。

核酸内切酶就像一把剪刀，可以对DNA分子进行剪切或切割。

9、Vector:（载体）是指在寄主细胞内能自我复制，并能够作为运输载体，将重组DNA分子转移到寄主细胞的DNA分子。

10、genomic library：（基因组文库）将某种生物基因组的全部遗传信息通过克隆载体引入受体菌群体中，从而在寄主细胞中保存和扩增。

11、cDNA文库：指某生物某发育时期的全部 mRNA 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。

12、EST（Expressed sequence tag）:(表达序列标签)指基因序列中一段能特异地标记或表征基因的序列，通常它含有足够的结构信息以显示出该基因与其他基因的差异，长度一般为100~500 bp。

基因工程复习指导第一章绪论1、基因：就是存在于DNA上承载遗传信息的核苷酸序列，是位于染色体上呈直线排列的遗传物质的最小单位，也是携带遗传信息的结构单位和控制遗传性状的功能单位。

2、基因工程：又称重组DNA技术，分子水平进行遗传操作，将任何生物体（供体）的基因或基因组提出来，或通过人工合成的目的基因，按照先设置好的蓝图，插入质粒或病毒复制子（载体），而形成一杂合分子（DNA重组体），然后将重组体转移到复制子所属的宿主生物体复制，或转移到另一生物体（受体）的细胞内（原核或真核），使之在受体细胞内遗传并使受体细胞获得新的性状。

3、基因工程的三要素：供体、载体、受体4、基因工程的基本流程：（1）DNA的制备包括从供体生物的基因组分离或人工合成，以获得带有目的基因的DNA片段。

（2）在体外通过限制性核酸内切酶分别分离得到的外源DNA和载体分子进行定点切割，使之片段化或线性化（3）在体外将含有外源基因的不同来源的DNA片段通过DNA连接酶到载体分子上，构建重组DNA分子。

（4）将重组DNA分子通过一定的方法引入到受体细胞进行扩增和表达，从培养细胞中获得大量细胞繁殖群体。

（5）筛选和鉴定转化细胞，剔除非必需重组体，获得引入的外源基因稳定高效表达的基因工程菌或细胞，即将所需要的阳性克隆挑选出来。

（6）将选出的细胞克隆的基因进一步分研究，并设法使之实现功能蛋白的表达。

第三章基因工程工具酶1、基因工程中常用的工具酶：限制酶、连接酶、聚合酶、修饰酶2、细菌的限制—修饰系统（简称R—M体系）：细菌中存在位点特异性限制酶和特异性甲基化酶，构成了寄主控制的限制—修饰系统R-M体系说明的问题和作用：R-M系统是细菌安内御外的积极措施。

细菌R-M系统的限制酶可以降解DNA，为避免自身DNA的降解，细菌可以修饰（甲基化酶）自身DNA，未被修饰的外来DNA则会被降解。

个别噬菌体在被降解之前已经发生了修饰，则可免予被降解。

3、限制性内切酶的切割方式（识别哪种末端）（1）平齐末端：（切割位点在识别序列中心轴处）（2）5’黏性末端：（DNA片段末端的5’端比3’端长）梅园复印店打印复印只要一毛打好后送货上门。

第54讲基因工程的基本工具和基本操作程序课标内容(1)阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。

(2)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等步骤。

(3)DNA的粗提取与鉴定实验。

(4)利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟PCR实验。

考点一重组DNA技术的基本工具1.基因工程概述基因工程的理论基础2.重组DNA技术的基本工具(1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)①将一个基因从DNA分子上切割下来需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。

②限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。

(2)DNA连接酶①DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上。

②DNA聚合酶起作用时需要以一条DNA链为模板，而DNA连接酶不需要模板。

(3)载体构建基因表达载体时，需要选择合适的限制酶切割含有目的基因的DNA片段和载体。

已知限制性内切核酸酶Ⅰ的识别序列和切点是，限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列和切点是，根据图示分析回答下列问题：(1)请用图示法写出限制性内切核酸酶Ⅰ和限制性内切核酸酶Ⅱ切割后形成黏性末端的过程。

提示限制性内切核酸酶Ⅰ：限制性内切核酸酶Ⅱ：(2)切割图示中的目的基因和质粒应选用哪类限制酶？请说明理由。

提示用限制酶Ⅱ切割目的基因，用限制酶Ⅰ切割质粒。

限制酶Ⅰ的识别序列包含限制酶Ⅱ的识别序列，因此限制酶Ⅱ也可切割限制酶Ⅰ的位点，故使用限制酶Ⅱ时，可在目的基因两端同时作切割，从而切出“目的基因”，但若使用限制酶Ⅱ切割质粒，会同时破坏质粒中的两个“标记基因”，故只能使用限制酶Ⅰ切割质粒。

1.限制酶的选择原则(1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。

基因工程复习题及答案一、选择题1. 基因工程是指：A. 基因的自然突变B. 基因的人工重组C. 基因的自然选择D. 基因的自然进化答案：B2. 基因工程中常用的载体是：A. 噬菌体B. 质粒C. 病毒D. 所有以上选项答案：D3. 以下哪个不是基因工程中常用的受体细胞？A. 细菌B. 酵母C. 植物D. 动物答案：C4. 基因枪法属于哪种基因转移技术？A. 化学介导法B. 电穿孔法C. 微注射法D. 粒子轰击法答案：D5. 基因编辑技术CRISPR-Cas9中，Cas9蛋白的主要作用是：A. 识别目标DNA序列B. 切割目标DNA序列C. 连接DNA片段D. 转录mRNA答案：B二、填空题6. 基因工程的基本操作步骤包括：目的基因的________、________、检测与表达。

答案：提取、重组7. 基因工程在医学领域的应用包括________、________和基因治疗。

答案：基因诊断、基因疫苗8. 在基因工程中，________技术可以用于快速繁殖转基因植物。

答案：组织培养9. 基因工程中，________是将目的基因导入植物细胞的常用方法。

答案：农杆菌介导法10. 基因工程在农业上的应用包括提高作物的________、________和改良品质。

答案：抗病性、抗虫性三、简答题11. 简述基因工程在环境保护方面的应用。

答案：基因工程在环境保护方面的应用主要包括：- 利用基因工程改造微生物，以降解环境中的有毒物质，如石油污染物。

- 通过基因工程改良植物，使其能够耐受重金属污染，从而净化土壤。

- 利用基因工程改造的微生物处理工业废水，减少水体污染。

12. 阐述基因工程在生物制药领域的主要应用。

答案：基因工程在生物制药领域的主要应用包括：- 生产重组蛋白质药物，如胰岛素、干扰素等。

- 利用转基因动物生产药物，如转基因羊产生的抗凝血酶。

- 利用基因工程改造的微生物生产抗生素等药物。

- 开发基因治疗药物，用于治疗遗传性疾病。

基因工程理论复习整理1、基因工程（gene engineering）的定义：在分子水平上进行遗传操作，即将任何生物体（供体）的基因或基因组提取出来，或通过人工合成的目的基因，按照人们预先设计的蓝图，插入质粒或病毒复制子（载体），而形成一杂合分子（DNA重组体），然后将重组体转移到复制子所属的宿主生物体中复制，或转移到另一种生物体（受体）的细胞内（可以是原核细胞也可以是真核细胞），使之能在受体细胞内遗传并使受体细胞获得新的性状。

2、基因工程四大要素：目的基因、载体、工具酶、受体细胞。

3、基因工程特点：分子水平操作，细胞水平表达。

4、基因组DNA提取条件（1）提取DNA总的原则：a保证核酸一级结构的完整性；b其他生物大分子如蛋白质、多糖和脂类分子的污染应降低到最低程度；c核酸样品中不应存在对酶有抑制作用的有机溶剂和过高浓度的金属离子；d其他核酸分子，如RNA，也应尽量去除。

（2）影响因素①减少化学因素对DNA的降解：避免过碱、过酸对核酸链中磷酸二酯键的破坏，操作多在pH 4-10条件下进行；②减少物理因素对DNA的降解：避免强烈振荡、搅拌，细胞突置于低渗液中等操作，以避免破坏大分子量的线性DNA分子；③防止核酸的生物降解：避免细胞内、外各种核酸酶对核酸磷酸二酯键的水解作用，DNA酶需要Mg2+、Ca2+的激活，因此实验中常利用金属二价离子螯合剂EDTA，柠檬酸盐，可基本抑制DNA 酶的活性。

5、细胞的破碎:一般采用温和处理法裂解细胞。

6、沉淀基因组DNA：加入一定量的预冷的异丙醇或乙醇。

7、质粒可分为紧密控制型和松弛控制型，基因工程中一般用到的是松弛控制型。

8、利用同一复制系统的不同质粒不能在同一宿主细胞中共同存在，当两种质粒同时导入同一细胞时，它们在复制及随后分配到子细胞的过程中彼此竞争，这种现象称为质粒的不相容性。

9、碱裂解法原理：当用碱处理DNA溶液时，线状染色体DNA容易发生变性，共价闭环的质粒DNA 在回到中性pH时即恢复其天然构象；变性染色体DNA片段与变性蛋白质和细胞碎片结合形成沉淀，而复性的超螺旋质粒DNA分子则以溶解状态存在液相中，从而可通过离心将两者分开。

基因工程复习题一、名词解释：（10～20%）基因工程基因工程工具酶限制性内切酶限制性内切酶得Star活性PCR引物PCR扩增平台期DNA芯片基因组文库cDNA文库转化限制与修饰系统原位杂交：将细胞或组织得核酸固定保持在原来得位置上，然后用探针与之杂交得一种核酸分子杂交技术，该方法可较好地反映目得基因在细胞或组织中得分布与表达变化。

粘性末端：双链DNA被限制性内切酶切割后，形成得两条链错开几个碱基，而不就是平齐得末端。

Northern印迹杂交：将RNA进行变性电泳后，再转移到固相支持物上与探针杂交得一种核酸分子杂交技术，可用于检测目得基因得转录水平。

转位：一个或一组基因片段从基因组得一个位置转移到另一个位置得现象。

基因工程：在体外，用酶学方法将各种来源得DNA与载体DNA连接成为重组DNA，继而通过转化与筛选得到含有目得基因得宿主细胞，最后进行扩增得到大量相同重组DNA分子得过程称为基因工程，又称基因克隆、DNA克隆与重组DNA等。

目得基因：基因工程中，那些被感兴趣得、被选作研究对象得基因就叫作目得基因。

连接器：人工合成得一段含有某些酶切位点寡核苷酸片段，连接到目得基因得两端，便于基因重组中得切割与连接。

转化：受体细胞被导入外源DNA并使其生物性状发生改变得过程。

停滞效应：PCR中后期，随着目得DNA扩展产物逐渐积累，酶得催化反应趋于饱与，DNA 扩增产物得增加减慢，进入相对稳定状态，即为停滞效应，又称平台期。

逆转录PCR：以mRNA为原始模板进行得PCR反应。

PCR: 即聚合酶链式反应。

在模板，引物，4种dNTP与耐热DNA聚合酶存在得条件下，特异性地扩增位于两段已知序列之间得DNA区段地酶促合成反应。

α-互补（α-complementation）：指在M13噬菌体DNA或PUC质粒序列中，插入了lac启动子-操纵子基因序列以及编码β-半乳糖苷酶N-端145个氨基酸得核苷酸序列（又称α-肽），该序列不能产生有活性得β-半乳糖苷酶。

第一章一．名词解释1、基因工程:按工程学原理,将外源基因切割,与载体结合，导入受体细胞,使其稳定表达的过程.2、目的基因：开发人们特殊需要的基因产物或与优良性状相关的基因。

3、工具酶：体外进行DNA合成、切割、连接、修饰等过程需要的酶。

4、DNA药物：在受体细胞内表达产物有药理作用或通过定位整合直接抑制致病基因的DNA。

二．基因工程理论依据（1)基因具有相同的物质基础(2)基因可以切割（3）基因可以转移（4）基因与多肽有对应关系(5）基因的密码是通用的（6）基因可以通过复制遗传给下一代三．基因工程研究内容（1）克隆载体的研究（2)受体的研究（3）工具酶的研究（4）目的基因的研究（5）新技术的研究第二章一．名词解释1、DNA变性：DNA在较高温下，双链间氢键断开，形成单链DNA的过程。

2、DNA复性：变性的DNA，降温时恢复为双链DNA的过程。

3、解链温度:让DNA达到50%变性的温度.4、复制子:从复制起点开始复制出一个DNA分子或片段的核苷酸序列。

5、启动子：不转录RNA，是RNA聚合酶的识别结合位点.6、转录区:能转录相应RNA,包括编码区和终止子。

7、操纵子：原核生物中两个以上基共用一个启动子。

8、内含子:真核生物转录区中的非编码间隔序列.9、限制性核酸内切酶:使一个磷酸二酯键断开的脱氧核糖核酸酶。

10、稀切酶：有较长的识别序列和富含GC或AT的识别序列的限制性核酸内切酶。

11、同裂酶:不同的酶有相同的识别序列。

12、同尾酶：切割不同识别序列产生相同末端的不同酶。

13、黏性末端：两条链断开位置是交错的，叫黏性末端。

14、平末端：两条链断开位置是平齐的,叫平末端。

15、位点偏爱:某些限制酶对同一介质中的有些位点表现出偏爱性切割，即对不同位置的同一个识别序列表现出不同的切割效率的现象称作位点偏爱。

16、酶活单位：限制酶最适条件下60分钟切割1ugDNA所需的酶活性.17、容积活性：1ul酶活单位所具有的酶活性。

第3章基因工程1、什么是基因工程：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。

2、基因工程的诞生（三个理论和三个技术）：基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科基础上发展起来的，正是这些学科的基础理论和相关技术的发展催生了基因工程，具体有三大理论发现和三个技术突破。

1)理论基础：DNA是遗传物质；DNA分子的双螺旋结构和半保留复制；遗传密码的通用性和遗传信息传递的方式；2)技术基础：限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割；DNA连接酶的发现与DNA片段的连接；基因工程载体的构建与应用●理论上的三大发现⑴、发现了遗传物质——DNA1944年，艾弗里（O.T.Avery）的肺炎双球菌转化实验⑵、揭示了遗传物质的分子机制：DNA分子的双螺旋结构和半保留复制1953年，沃森（J.D.Watson）和克里克（F.Crick）的DNA双螺旋结构模型、半保留复制图，获1958年诺贝尔奖。

⑶、确立了遗传信息的传递方式：以密码形式传递1963年，美国尼伦伯格（M.W.Nirenberg）和马太（H.Matthaei）确立了遗传信息以密码形式传递，破译了编码氨基酸的遗传密码(3个核苷酸=1个密码子=1个aa)。

●技术上的三大突破⑴、世界上第一个重组DNA实验：实现不同来源DNA的体外重组1972年斯坦福大学化学家伯格（P.Berg）借助内切酶和连接酶将猴病毒SV40的DNA 和大肠杆菌λ噬菌体的DNA在试管中连接在了一起，第一次成功地实现了DNA的体外重组。

⑵、第一个基因克隆实验：重组DNA表达实验，是世界上第一个基因工程实验1973年美国斯坦福大学医学院遗传学家科恩（S.Cohen）将体外构建的含有四环素和卡那霉素抗性基因的重组质粒导入大肠杆菌，获得了具有双抗性的大肠杆菌转化子，成功完成了第一个基因克隆实验。

1、基因工程（genetic engineering）：就是在分子水平上，提取（或合成）不同生物的遗传物质（基因），在体外切割，再和一定的载体拼接重组，然后把重组的DNA 分子引入细胞或生物体内，使这种外源DNA（基因）在受体细胞中进行复制与表达，按人们的需要繁殖扩增基因或生产不同的产物或定向地创造生物的新性状，并能稳定地遗传给下代。

2、基本技术路线：分（离目的基因）切（割目的基因和载体）接（连目的基因和载体）转（入宿主细胞）筛（选阳性克隆）表（达目的基因）3、基因工程的基本要素：目的基因、克隆载体、工具酶、受体细胞4、载体(vector)：基因工程中，携带目的基因进入宿主细胞进行扩增和表达的工具。

5、作为克隆载体必须具备的条件：至少有一个复制起点，因而至少可在一种生物体中自主复制。

应有一个或几个限制性内切酶的单一识别位点，以供外源DNA的插入。

应有一个或多个利于检测的遗传表型，易于识别和筛选。

如抗药性、显色表型等，以指示载体或重组DNA分子是否进入宿主细胞。

适当的拷贝数。

6、载体的分类：按载体的来源分：质粒载体、噬菌体载体、粘粒载体、植物病毒载体、动物病毒载体、人工染色体等。

按用途分：克隆载体（clone vector）：主要用于扩增或保存DNA 片段，是最简单的载体，其上有复制子即可。

表达载体（expression vector）：用于一个基因的蛋白表达，是在常规载体的基础上衍生而来，这类载体既有复制子，更要有强启动子。

穿梭载体（shottle vector）：含有两个不同的复制子，能在两类不同的受体细胞中复制。

7、质粒载体的生物学特性：独立于染色体外的，能自主复制且稳定遗传的双链共价闭合的环状DNA分子，依赖宿主细胞的存在。

8、pBR322的优点：1、具有较小的分子量，4363bp 。

2、具有两种抗菌素抗性基因可供作转化子的选择记号：Tetr Ampr 插入失活效应3、具有较高的拷贝数。

9、pBR322质粒的结构来源：来自pSCl01 的四环素抗性基因Tetr ；来自ColEl 的衍生物pMBl 的松弛复制起点ori ；来自pSF2124的氨苄青霉素抗性基因Ampr。

一、填空题1、基因文库的构建通常采用cDNA法和鸟枪法两种方法。

2、限制性内切酶识别序列的结构一般为具有 180度旋转对称的回文结构。

3、DNA连接酶主要有两种：T4噬菌体和大肠杆菌DAN连接酶。

4、根据质粒在宿主细胞中所含拷贝数的多少，可以把质粒分为两种类型：紧密型质粒和松弛型质粒。

5、原核受体细胞通常包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和蓝细菌。

6、原核生物或低等真核生物，将外源重组 DNA导入受体细胞的方法有借助生物载体的转化、转染、转导。

7、对细菌细胞进行转化的关键是细胞处于感受态。

8、基因工程是_____1970’____年代发展起来的遗传学的一个分支学科。

9、部分酶切可采取的措施有：(1)减少酶量；(2)缩短反应时间；(3)增大反应体积等。

10、第一个分离的限制性内切核酸酶是EcoK；而第一个用于构建重组体的限制性内切核酸酶是EcoRl。

11、DNA聚合酶 I的 Klenow大片段是用枯草杆菌蛋白酶切割 DNA聚合酶I得到的分子量为 76kDa的大片段，具有两种酶活性：(1)5'-3'合成酶的活性；(2)3'-5'外切核酸酶的活性。

12、为了防止 DNA的自身环化，可用_碱性磷酸酶__去双链 DNA_5’端的磷酸基团_。

13、测序酶是修饰了的 T7DNA聚合酶，它只有5'-3'合成酶的活性，而没有 3'-5'外切酶的活性。

14、切口移位(nick translation)法标记 DNA的基本原理在于利用 DNA聚合酶 I的5'一 3'合成酶和 5'一 3'合成酶的作用。

15、欲将某一具有突出单链末端的双链 DNA分子转变成平末端的双链形式，通常可采用S1核酸酶切割或DNA聚合酶补平。

16、反转录酶除了催化 DNA的合成外，还具有核酸水解酶 H的作用，可以将DNA-RNA杂种双链中的 RNA水解掉。

17、 pBR322是一种改造型的质粒，它的复制子来源于pMBl，它的四环素抗性基因来自于pSCl01，18、pSCl01是一种严紧复制的质粒。

基因工程复习资料第一章核酸的制备1.主要步骤：分、切、接、转、筛、表2.基因工程的概念：基因工程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。

第二章基因工程工具酶1.生物催化剂：核酶、抗体酶、模拟酶。

2.限制性内切核酸酶：定义：限制性内切核酸酶是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列（识别序列），并在识别序列上使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。

命名：限制性内切核酸酶一般是以第一次提取到这类酶的生物的属名的第一个字母和种名的第一、第二个字母命名的，有的在后面还加菌株（型）代号中的一个字母。

如果从同一种生物中先后提取到多种限制性内切核酸酶，则依次用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。

并且名称的前三个字母须用斜体，第一个字母用大写。

3.DNA连接酶：定义：DNA连接酶也称DNA黏合酶，在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色，那就是连接DNA链3‘-OH末端和，另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链的一种酶。

种类：大肠杆菌DNA连接酶、T4DNA连接酶、TscDNA连接酶、真核生物细胞发现的连接酶，如酶Ⅰ、酶Ⅱ、酶Ⅲ等多种类型。

4.DNA片段的连接方法：①具互补黏性末端DNA片段之间的连接：可用E?coli DNA连接酶，也可用T4 DNA连接酶。

②具平末端DNA片段之间的连接：只能用T4 DNA连接酶，并且必须增加酶的用量。

③DNA片段末端修饰后进行连接：DNA片段末端同聚物加尾后进行连接，可按互补粘性末端片段之间的连接方法进行连接；粘性末端修饰成平末端后进行连接；DNA片段5′端脱磷酸化后进行连接；DNA片段加连杆或衔接头后连接。

5.DNA聚合酶：①定义：DNA聚合酶是指以DNA单链为模板，以4种脱氧核苷酸为底物，催化合成一条与模板链序列互补的DNA新链的酶。

【基因工程复习题及参考答案】绪论、基因工程基础一、填空题1. 基因工程是20 世纪70 年代发展起来的遗传学的一个分支学科。

基因工程技术的诞生使人们从简单地利用现存的生物资源进行诸如发酵、酿酒、制醋和酱油等传统的生物技术时代，走向按人们的需要定向地改造和创造具有新的遗传性品种的时代。

2．Cohen 等在1973 年构建了第一个有功能的重组DNA 分子。

3．基因工程的两个基本特点是：（1）分子水平上的操作，（2）细胞水平上的表达。

4．基因克隆中三个基本要点是：克隆基因的类型、受体的选择和载体的选择。

5．克隆基因的主要目的有四个：①扩增DNA ；②获得基因产物；③研究基因的表达调控；④改造生物的遗传特性。

6．基因工程的基本程序包括DNA 制备、体外DNA 重组、遗传转化、转化细胞的筛选等方面。

7．基因工程又称重组DNA 技术/基因操作技术/基因克隆/分子克隆/遗传修饰/新遗传学。

8．克隆的进行依赖于各种参与DNA 新陈代谢的酶的使用，它们主要是从原核细胞中分离的。

限制性内切核酸酶能够将DNA 切割成特定大小的片段。

各种各样的DNA 聚合酶也是克隆所必需的，包括将RNA 转录出单链DNA 的反转录酶。

DNA 连接酶用于连接限制性片段。

克隆也需要来源于微生物的DNA 序列，包括用来运载被被克隆DNA 的克隆载体。

质粒载体来源于天然细菌质粒，通常携带有抗生素抗性基因。

其他载体来源于噬菌体，如λ噬菌体，它们经过修饰后可以运输外源DNA。

要想克隆一个感兴趣的真核生物的基因就必须先制作一个能与该基因杂交的探针。

人们已经发展了很多有效而精细的技术来分析克隆的DNA。

例如，极微量的DNA 片段可以通过PCR 得到扩增。

在感兴趣基因的启动子上连接，如CAT 或LacZ 之类的报告基因能够定量检测基因的活性。

二、选项题（单选或多选）1．因研究重组DNA 技术而获得诺贝尔奖的科学家是（C ）。

A. Kornberg AB. Gilbert WC. Berg PD. McClintock2．第一个用于构建重组体的限制性内切核酸酶是（A ）。

一、基因工程的三大关键要素（元件）基因：目的基因（Vs用途,interesting/targetgene）、外源基因（Vs宿主,foreigngene）载体：能将外源基因带入受体细胞，并能维持的DNA分子。

受体：宿主，能摄取外源DNA、并能使其稳定维持的细胞（组织、器官或个体）二、基因工程的基本过程依据定义，基因工程的整个过程由工程菌(细胞)的设计构建和基因产物的生产两大部分组成，基本过程如下：(1)从供体细胞分离出基因组dna。

用限制性核酸内切酶分别将外源dNA(包括外源基因或目的基因)和载体分子切开(简称“切”)：(2)用dna连接酶将含有外源基因的DNA片段接到载体分子上，形成dna重组分子(简称“接”)。

(3)借助细胞转化手段将DNA重组分子导人受体细胞中(简称转”)。

(4)短时间培养转化细胞．以扩增dna重组分子或使其整合到受体细胞的基因组中(简称增”)。

（5）筛选和鉴定经转化处理的细胞。

获得外源基因高效稳定表达的基因工程菌或细胞（简称检）由此此可见．基因工程的上游操作过程可简化为；切、接、转、增、检：三、质粒载体pBR322系列有哪些特征？BR322质粒载体优点主要表现在以下几个方面：第一，具有较小的分子量。

pBR322质粒DNA分子为4363bp。

第二，具有两种抗菌素抗性基因可供作转化子的选择记号。

pBR322DNA分子内具有多个限制酶识别位点，外源DNA的插入某些位点会导致抗菌素抗性基因失活，利用质粒DNA编码的抗菌素抗性基因的插入失活效应（图4-15），可以有效的检测重组体质粒。

第三，具较高的拷贝数，通常有大约15个左右的拷贝，在氯霉素存在下，每个细胞中可累积1000～3000个拷贝。

这就为重组DNA的制备提供了极大的方便四、M13系列载体具有哪些优缺点?答：M13克隆系统具有很多优点：(1)克隆的片段大：M13噬菌体的DNA在包装时不受体积的限制，所以容载能力大。

有报道，有些噬菌体颗粒可以包装比野生型丝状噬菌体DNA长6～7倍的DNA(插入片段可达40kb)。

基因工程复习题答案1. 基因工程的定义是什么？基因工程是指通过体外DNA重组和转基因等技术，按照人类的设计，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品的技术。

2. 基因工程的基本操作步骤有哪些？基因工程的基本操作步骤包括：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。

3. 基因工程中常用的运载体有哪些？常用的运载体包括质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

4. 基因工程中目的基因的检测方法有哪些？目的基因的检测方法包括分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。

分子水平上的检测包括DNA分子杂交技术、分子杂交技术和免疫学方法等；个体水平上的鉴定包括抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

5. 基因工程在农业上的应用有哪些？基因工程在农业上的应用主要包括：提高农作物的抗病虫能力、提高农作物的耐逆境能力、改良农作物的品质、提高农作物的产量等。

6. 基因工程在医学上的应用有哪些？基因工程在医学上的应用主要包括：生产药物、基因治疗、生产疫苗、诊断疾病等。

7. 基因工程的安全性问题主要有哪些？基因工程的安全性问题主要包括：对生物多样性的影响、对生态系统的影响、对人类健康的潜在影响等。

8. 基因工程产品如何进行安全性评价？基因工程产品的安全性评价需要从分子、细胞、个体、种群和生态系统等多个层次进行，包括对基因工程产品的分子特征、生物学特性、生态学特性等方面的评价。

9. 基因工程的伦理问题主要有哪些？基因工程的伦理问题主要包括：对人类尊严的挑战、对生物多样性的影响、对环境的潜在威胁、对人类健康的潜在风险等。

10. 如何平衡基因工程的利弊？平衡基因工程的利弊需要综合考虑其在经济、社会、环境和伦理等方面的影响，通过科学合理的管理和监管，确保基因工程的健康发展。

基因工程:是指将一种或多种生物体（供体）的基因或基因组提取出来，或者人工合成的基因，按照人们的愿望进行严密的设计，经过体外加工重组，转移到另一种生物体（受体）的细胞内，使之能在受体细胞遗传并获得新的遗传性状的技术。

载体：基因工程中携带外源基因进入受体细胞的“运载工具”本质是DNA复制子。

PCR：又称为聚合酶链反应或PCR扩增技术，是一种高效快速的体外DNA聚合程序。

引物：是人工合成的两端核苷酸序列，一条引物与目的区域一段的一条DNA模板链互补，另一条引物与目的区域的另一条DNA互补。

探针：经放射性或非放射性等物质标记的已知或特定的DNA或RNA序列。

质粒：生物细胞内固有的、能独立于寄主染色体而自主复制、并被稳定遗传的一类核酸分子。

多克隆位点（MCS）：载体上人工合成的含有紧密排列的多种限制性内切酶的酶切位点的DNA片段。

基因文库：通过克隆的方法保存在适当宿主中的某种生物、组织、器官或细胞类型的所有DNA片段而构成的克隆集合体。

CDNA文库：从组织细胞中分离得到纯化的MRNA，然后以mRNA为模板，利用逆转录酶合成其互补DNA，在复制成双链片段，与适当载体连接后导入受体菌内，扩增，构建CDNA文库。

退火：热变性核算或蛋白质经缓慢降温后的复性过程。

变性：DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。

包涵体:在某些生长条件下，大肠杆菌能积累某种特殊的生物大分子，它们致密地聚集在细胞内，或被膜包裹或形成无裸露结构，这种水不溶性的结构称为包涵体。

基因表达：是指细胞在生命过程中，把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。

启动子：DNA分子上能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域。

电泳：带电物质在电场中向相反电极移动的现象。

供体、受体、载体是基因工程的三大要素。

基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术是指外源基因重组、克隆和表达的设计与构建（即DNA重组技术）；下游技术涉及含有重组外源基因的生物细胞（基因工程菌或细胞）的大规模培养，以及外源基因表达产物的分离纯化过程。

基因工程复习一、名称解释1、blunt end：平末端，即DNA分子末端的两条链都结束于同一核苷酸位置，没有多出来的单链。

2、Clone：克隆，即一群相同的细胞，通常含有相同的重组DNA分子。

3、codon：DNA链上能决定特定氨基酸的三个连续的核苷酸称为密码子。

（网络资料）4、DNA Footprinting：DNA印迹，用于检测与特定蛋白质结合的DNA序列的部位及特性的一种实验技术。

6、DNA library：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种受体菌克隆子群体之中，这个群体即为这种生物的基因组文库。

7、enhancer：增强子：指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。

8、Gene：基因（gene）是遗传的物质基础，是DNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列，即具有遗传效应的DNA分子片段。

9、Gene Bank：基因库是某一特定生物的很多克隆的集合，其中克隆的数目足够大，使这一生物体的每一个基因都可能包好进去。

10、GMO：遗传工程体，由基因工程技术产生的生物称遗传工程体。

（网络资料）11、基因工程(Gene engineering)是指将一种生物（供体）的基因转移到另一种生物（受体）中去，创建具有某种新性状的生物新品系并能稳定遗传给后代的一种现代生物技术12、gene chip，基因芯片：基因芯片，又称DNA芯片、DNA微阵列，它是指采用原位合成或显微印刷技术，将数以万计的DNA探针分子固定于支持物的表面上，产生的二维DNA探针阵列。

13、host cell，寄主：即是基因工程受体，能让重组DNA分子在其中生活和繁殖的细胞。

14、isoschizomer，同裂酶，指来源不同，识别位点相同，切割位点可以相同，也可以不同。

15、mutation，突变：基因的结构发生改变而导致细胞、病毒或微生物的基因型发生稳定的、可遗传的变化过程。

16、primer，引物：即一条短的寡核苷酸单链，能够通过碱基配对结合在单链模板分子上，作为DNA聚合酶指导下的互补链合成的起点。

基因工程复习归纳第一章绪论1.基因工程的定义：是指按照人们的愿望，经过严密的设计，将一种或多种生物体〔供体〕的基因与载体在体外进展拼接重组，然后转入另一种生物体〔受体/宿主〕内，使之按照人们的意愿稳定遗传、并表达出新的性状的技术。

2.基因工程概念的开展：遗传工程→DNA重组技术→分子/基因克隆〔Molecular/Gene→基因工程→基因操作。

应用领域以“基因工程〞、“DNA重组〞为主基因工程基因工程的历史性事件1973：Boyer和Cohen建立DNA重组技术1978：Genetech公司在大肠杆菌中表达出胰岛素1982：世界上第一个基因工程药物重组人胰岛素上市1988：PCR技术诞生1989：我国第一个基因工程药物rhIFNα1b上市2003: 世界上第一个基因治疗药物重组腺病毒-p53上市3.基因工程的三大关键元件基因〔供体〕：外源基因、目的基因载体：能将外源基因带入受体细胞，并能稳定遗传的DNA分子〔克隆载体、表达载体〕。

宿主〔受体〕：，能摄取外源DNA、并能使其稳定维持的细胞〔组织、器官或个体〕。

4.基因工程的根本步骤〔切、接、转、增、检〔大肠杆菌是中心角色〕〔1〕目的基因的获取：从复杂的生物基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，别离出带有目的基因的DNA片断。

〔2〕重组体的制备：将目的基因的DNA片断插入到能自我复制并带有选择性标记〔抗菌素抗性〕的载体分子上。

〔3〕重组体的转化：将重组体〔载体〕转入适当的受体细胞中。

〔4〕克隆鉴定：摘要转化成功的细胞克隆〔含有目的基因〕。

〔5〕目的基因表达：使导入寄主细胞的目的基因表达出我们所需要的基因产物。

第二章 DNA重组克隆的单元操作一、用于核酸操作的工具酶1.限制性核酸内切酶(主要存在于原核细菌中，帮助细菌限制外来DNA的入侵)。

限制性核酸内切酶的功能与类型其中II型限制性核酸内切酶：切割位点专一，适于DNA重组，是DNA重组中最常用工具酶。

基因工程复习一、名词解释1、载体（Vectors）：在基因工程操作中，把能携带外源DNA进入受体细胞的DNA分子叫载体。

2、质粒（plasmid）：是生物细胞内固有的、能独立于寄主染色体而自主复制、并被稳定遗传的一类核酸分子，多存在于细菌、霉菌、蓝藻、酵母等细胞中。

绝大多数的质粒是DNA型的，具有共价、封闭、环状双链的分子结构，即cccDNA。

3、穿梭质粒载体（shuttle plasmid vectors）：人工构建的、具有两种不同复制起点和选择标记、可以在两种不同的寄主细胞中存活和复制的质粒载体。

4、噬菌粒载体（phagemid vectors）：是一类人工构建的含有单链噬菌体包装序列、复制子以及质粒复制子、克隆位点、标记基因的特殊类型的载体。

5、cos位点（cohensive-end site DNA两端各有12bp的粘性末端，粘性末端形成的双链区域称为cos位点。

6、柯斯克隆：应用cosmid载体在大肠杆菌中克隆大片段的真核基因组DNA技术，叫“柯斯克隆”（cosmid cloning）。

7、限制性内切酶（Restriction endonuclease）：是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列（4—8bp），并由此处切割DNA双链的核酸内切酶。

8、限制-修饰系统（Restriction modification system）：是一种存在于细菌，限制性内切酶将侵入细菌体内的外源DNA切成小片断，细菌自身的DNA碱基被甲基化酶甲基化修饰所保护，不能被自身的限制性内切酶识别切割，从而保护个体免于外来DNA的侵入的系统。

9、Klenow fragment: Klenow片段，是大肠杆菌DNA聚合酶I的大片断，用枯草杆菌蛋白酶位点特异性降解的方法从DNA聚合酶I中制备，其保留了DNA聚合酶I的5'→3'聚合酶活性和3'→5'外切酶活性，但缺少5'→3'外切酶活性。

基因工程一、名词解释：24分；二、填空：30分；三、问答题：36分；四、综合实验设计题：10分。

绪论一、基因工程的概念狭义上的基因工程：是将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。

广义的基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。

二、基因工程的历史1、第一个重组DNA分子构建成功时间、构建者1972，第一个重组DNA分子的构建2、基因工程诞生标志、时间、完成人1973，Cohen & Boyer首次完成重组质粒DNA对大肠杆菌的转化3、基因工程发展阶段的几个重要事件●基因工程准备阶段：1944，美国Avery证明DNA是基因载体●1953，Watson&Crick建立DNA双螺旋模型●1954—1971，中心法则的确立，密码子的破译●1960—1970’s，限制酶&连接酶的发现●1972，第一个重组DNA分子的构建基因工程诞生基因工程的迅速发展阶段三、基因工程的内容1、基因操作原理：指对基因进行分离、分析、改造、检测、表达、重组和转移等操作的总称。

将基因作为一段DNA分子来操作，进行分析、修饰或转移，属于生物化学或遗传学的范畴，只有当基因能够进行大量、可操作性的扩增时才进入基因操作的范畴。

基因操作和基因克隆密不可分，核心部分为克隆（cloning）（DNA和RNA操作、基因克隆、基于组学和信息学的基因操作）2、基因工程应用;（生物反应器、遗传改良、基因治疗）四、基因克隆的通用策略分子克隆工具酶一、限制性核酸内切酶的概念、特点、命名、分类。

概念：一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶，主要存在于细菌体内分类：依据酶的亚单位组成、识别序列的种类以及是否需要辅助因子可分为：Ⅰ型酶、Ⅱ型（Ⅱs型）酶和Ⅲ型酶命名：以提取这类酶的生物的属名和种名的第1、2个字母以及菌株代号来命名。