基因工程的基本工具

基因工程总结一．概念(1)原理：。

(2)优点：与杂交育种相比，；与诱变育种相比，。

（3）基因工程成功的原因：①成功拼接的原因：②成功表达的原因：二．基本工具1、两种酶：(1)：作用特点：。

(2)：E ·coli DNA 连接酶与T 4 DNA 连接酶的区别：2、一种运载体（1）条件：①；②；③具有特殊的标记基因（作用：）（2）种类：最常用；其他动植物病毒、三、操作程序(1)：方法：①：不知道脱氧核苷酸序列②：已知目的基因两端一小段序列，便于③利用化学方法人工合成：知道全部序列，且基因比较小。

这种方法不需要模板。

(2)——基因工程的核心基因表达载体的组成：(3)生物种类常用方法受体细胞将目的基因插入到Ti 植物动物受精卵将含有目的基因的表＋微生物原核细胞Ca 2处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA 分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA 分子质粒的T-DNA 上→农达载体提纯→取卵转化过程杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得色体的DNA 上→表达具有新性状的动物(4)①目的基因是否插入到转基因生物的染色体DNA 上：②是否转录：③是否翻译：④个体水平鉴定：抗虫、抗病接种实验易错点说明：1、切割目的基因和运载体的要求：用限制酶。

目的是：。

同种的含义是：同一种或相同两种，即单酶切或双酶切。

选择双酶切的原因是。

2、工具≠工具酶；运载体≠质粒。

3、启动子≠起始密码子，终止子≠终止密码子起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。

启动子：。

终止子：一段有特殊结构的DNA短片段，位于基因的尾端，作用是使转录过程停止。

4、基因探针的要求：①单链②有③5、农杆菌转化法中的“2”次导入：第一次：将含有目的基因的T—DNA的质粒导入农杆菌；第二次（非人工操作）：将含有目的基因的T—DNA导入受体细胞并整合到植物细胞的染色体DNA上。

6、转化：。

第一节基因工程及其技术第1课时基因工程的基本工具与聚合酶链式反应(PCR)技术课标内容要求核心素养对接1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。

2.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。

生命观念：掌握基因工程的基本工具的种类及作用,并能说出它们在基因工程中的应用。

科学思维：掌握PCR技术的过程与原理,并能正确比较PCR技术与体内DNA复制的异同。

社会责任：通过了解基因工程的发展历程,认同新技术的发展是一代又一代科学家前赴后继努力的结果,并会给人类发展带来巨大的经济效益和社会效益。

一、基因工程是在多学科基础上发展而来的1957年：科恩伯格等首次发现DNA聚合酶。

↓1967年：罗思和海林斯基等发现运转工具质粒,同年,科学家发现DNA连接酶。

↓1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。

史密斯等人分离到限制性内切核酸酶。

↓1972年科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组。

↓1973年科学家科恩领导的研究小组利用大肠杆菌质粒进行了另一个体外重组DNA分子实验。

↓接着,科恩和美国博耶证明真核生物的基因可以在原核生物中进行表达。

↓1976年,科学家用质粒为载体,将生长激素释放抑制因子基因转入大肠杆菌,1977年首次生产出治疗肢端肥大症、巨人症的生长激素释放抑制因子。

↓1977年桑格测定了一种噬菌体的基因组序列,这是人类首次对完整基因组的核苷酸顺序进行测定。

二、基因工程的基本工具1．基因工程(1)概念：又称为DNA重组技术,是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA,然后导入受体细胞,并使其在受体细胞中表达,产生人类需要的基因产物的技术。

(2)原理：基因重组。

(3)操作水平：基因(分子)水平。

2．“分子剪刀”——限制性内切核酸酶(限制酶)(1)作用：识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

基因工程的基本工具（A）［知识梳理］实现这一精确的操作过程至少需要三种工具即准确切割DNA的“手术刀”——限制性核酸内切酶、将DNA片段再连接起来的“缝合针”——DNA连接酶、将体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具”——（运）载体（一）、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”1、又称限制酶或（限制性内切酶）2、主要是从原核生物中分离纯化出来的是原核生物的防御机制) 3*、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，（大多数限制酶识别序列6个核苷酸组成）并在特定的切点（两个核苷酸之间的磷酸二酯键）上切割DNA分子（体现酶的专一性；注意与解旋酶的区别）4、切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——错位切：产生黏性末端。

平切：产生平口末端。

例：1）GAA TTC(写出)CTTAAG2) CCCGGGGGGCCC(二)DNA连接酶——“分子缝合针”1、两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合，这种只能使互补的碱基连接起来，脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口（磷酸二酯键），需要靠DNA连接酶来“缝合”。

2、根据酶的来源不同，可以将这些分为两类：一类：从大肠杆菌中分离得到的，称为E·coliDNA连接酶；只能将双链DNA另一类；从T4噬菌体中分离出来的，称T4DNA连接酶；既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”平末端，但连接平末端之间的效率比较低。

（三）基因进入受体细胞的（运）载体——“分子运输车”1、通常利用质粒，质粒存在于许多细菌以及酶母菌等生物中。

质粒是独立于细菌（细胞）染色体外（即拟核DNA）之外，具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

质粒上有决定固氮、抗药性、抗生素生成的基因（可作为标记基因）。

2、作为运载体的特点：1）、有一个到多个限制酶的切割位点；(供外源DNA片段(基因)插入其中)2）、能进行自我复制；(在细胞中自称复制，或整合到染色体DNA上，随染色体进行同步复制)。

《基因工程的基本工具》导学案一、学习目标1、简述基因工程的概念。

2、说出基因工程的三种基本工具及其作用。

3、理解基因工程载体需要具备的条件。

二、学习重点1、基因工程中三种基本工具的作用。

2、基因工程载体的特点。

三、学习难点1、限制酶的作用特点。

2、 DNA 连接酶的作用原理。

四、知识梳理（一）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，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。

（二）基因工程的基本工具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：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。

（3）特点：具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。

例如，EcoRⅠ限制酶能识别 GAATTC 序列，并在 G 和 A 之间将这段序列切开。

2、 DNA 连接酶（1）作用：将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来，形成磷酸二酯键。

（2）种类：E·coli DNA 连接酶：只能连接黏性末端。

T4DNA 连接酶：既能连接黏性末端，又能连接平末端，但连接平末端的效率较低。

3、基因进入受体细胞的载体（1）常用载体：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

（2）质粒：是一种裸露的、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。

（3）作为载体需要具备的条件：能在受体细胞中稳定保存并自我复制。

具有一个或多个限制酶切点，便于外源基因插入。

具有标记基因，便于重组 DNA 的鉴定和筛选。

（三）基因工程基本工具的应用1、限制酶在基因工程中的应用（1）切割目的基因：从供体生物的 DNA 中获取目的基因时，需要用限制酶切割。

（2）切割载体：构建基因表达载体时，要用同一种限制酶切割载体，使其产生与目的基因相同的黏性末端。