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思考题第二章分子克隆工具酶1简述基因工程研究用的工具酶的类型和作用特点。
2.说明限制性内切核酸酶命名原则（举例）。
3.限制内切核酸酶的星活性是指什么？在极端非标准条件下，限制酶能切割与识别序列相似的序列，这个改变的特殊性称星星活性。
星星活性是限制性内切酶的一般性质，任何一种限制酶在极端非标准条件下都能切割非典型位点。
引起星星活性的因素:甘油浓度高（>5%），酶过量（>100U/ml），离子强度低（<25 mmol/L），pH 值过高（>8.0），或是加了有机溶剂如DMSO（二甲基亚砜）、乙醇、乙二醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺，或是用其它2价阳离子如Mn2+、Cu2+、Co2+ 或Zn2+代替了Mg2+。
4.T4 DNA ligase 和 E.coli ligase 有什么异同？5.连接酶的反应温度如何选择，为什么？连接酶最适的反应温度应是37℃，但在这一温度下粘性末端的氢键结合不稳定，因此连接反应常采用的最佳温度一般在4-16℃间，通常多选用12-16℃ 30分钟到16小时。
6.什么是Klenow酶？有什么作用？Klenow DNA聚合酶是从全酶中除去5′―3′外切活性的肽段后的大片段肽段，而聚合活性和 3′―5′外切活性不受影响。
也称为Klenow片段（Klenow frgment），或 E.coli DNA 聚合酶Ⅰ大片段（E.coli DNA polymeraseⅠlarge fragment）。
它也可以通过基因工程得到，分子量为76 kDa。
由于没有5′―3′外切活性，使用范围进一步扩大。
①补平3′凹端，如果使用带标记的dNTP，则可对DNA进行末端标记。
②抹平DNA3′凸端在3′―5′外切活性③通过置换反应对DNA进行末端标记④在cDNA克隆中合成第二链⑤随机引物标记⑥在体外诱变中，用于从单链模板合成双链DNA···7.如何利用工具酶来研究某一个基因内含子的存在？···8.哪些工具酶可以用于探针标记？T4 DNA聚合酶的替代合成法标记DNA探针。
基因组学杨金水电子版基因工程电子版导读：就爱阅读网友为您分享以下“基因工程电子版”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 作者：吴乃虎出版社：高等教育出版社第一章基因工程概述第一节基因操作与基因工程一、基因操作与基因工程的关系二、基因工程的诞生与发展第二节基因工程是生物科学发展的必然产物一、基因是基因重组的物质基础二、DNA的结构和功能三、基因操作技术的发展促进基因工程的诞生和发展四、基因工程的内容第三节基因的结构——基因操作的理论基础一、基因的结构组成对基因操作的影响二、基因克隆的通用策略第一篇基因操作原理第二章分子克隆工具酶第一节限制性内切酶一、限制与修饰二、限制酶识别的序列三、限制酶产生的末端四、DNA末端长度对限制酶切割的影响五、位点偏爱六、酶切反应条件七、星星活性八、单链DNA的切割九、酶切位点的引入十、影响酶活性的因素十一、酶切位点在基因组中分布的不均一性第二节甲基化酶一、甲基化酶的种类二、依赖于甲基化的限制系统三、甲基化对限制酶切的影响第三节DNA聚合酶一、大肠杆菌DNA聚合酶二、KIenow DNA聚合酶三、T4噬菌体DNA聚合酶四、T7噬菌体DNA聚合酶五、耐热DNA聚合酶六、反转录酶七、末端转移酶第四节其他分子克隆工具酶一、依赖于DNA的RNA聚合酶二、连接酶三、T4多核苷酸激酶四、碱性磷酸酶五、核酸酶六、核酸酶抑制剂七、琼脂糖酶八、DNA结合蛋白九、其他酶第三章分子克隆载体第一节质粒载体一、质粒的基本特性二、标记基因三、质粒载体的种类第二节λ噬菌体载体一、λ噬菌体的分子生物学二、λ噬菌体载体的选择标记……第四章人工染色体载体第五章表达载体第六章基因操作中大分子的分离和分析第七章基因芯片技术第八章PCR技术及其应用第九章DNA序列分析第十章DNA诱变第十一章DNA文库的构建和目的基因的筛选第十二章基因组研究技术第二篇基因工程应用第十三章植物基因工程第十四章动物基因工程第十五章酵母基因工程第十六章细菌基因工程第十七章病毒基因工程第十八章医药基因工程第十九章基因工程产品的安全及其管理第一章基因工程概述第一节基因操作与基因工程一、基因操作与基因工程的关系基因操作（gene manipulation）：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。
植物基因工程在作物中的应用植物基因工程是一门涉及分子生物学、遗传学、生物化学等多个学科的交叉学科，它通过对植物基因进行改造，实现对植物基因表达及功能的调控，从而达到改良作物品质、提高产量的目的。
在当今世界人口不断增长、土地资源减少的背景下，植物基因工程在作物生产领域发挥着越来越重要的作用。
一、植物基因工程的基本原理植物基因工程主要依赖于外源DNA片段导入植物体内并稳定遗传的能力。
DNA片段可以来源于同种或不同种植物，也可以来源于其他生物界的细菌、真菌等。
DNA片段可以是一个基因、一个特定的DNA序列、一个RNA序列或一个蛋白质序列等。
将DNA片段导入植物体内的方法主要有物理法、化学法和生物学法等多种手段，其中后者在实践中表现更为有效。
二、植物基因工程在作物上的应用1.增加作物抗病能力植物基因工程可以利用生物学法将外源基因导入植物体内，以此来提高植物对病原体的抗性。
例如插入的外源基因可以编码某种抗病蛋白质，如细菌载体的凯伦菌毒素基因，能够造成显著的抗虫效果;或者是利用外源基因增加植物对某种介体的抵御能力，如插入耐盐碱胁迫的基因，能够使得作物在强烈的盐碱环境下生长发育正常。
2.提高作物产量植物基因工程可以通过增加植物吸收养分、调节植物发育生长等方法，提高作物的产量。
比如，增加作物对氮的吸收利用能力，就能够提高作物的产量。
在实践中，插入蛋白质酶基因，食品作物的含蛋白量就可以达到一个新的峰值，提高食品的营养价值。
3.改变作物品质将外源基因引入植物系统可以调节植物合成化合物、调节代谢路径等，从而改变作物的品质。
一些作物只有在成熟后才有精美味道和高品质，发展具有更好口感的产品也是植物基因工程可以发挥的重要能力。
三、植物基因工程的优点和局限性1.优点植物基因工程可以使得作物具有更强的抗逆性，从而可以使得作物生长在恶劣的自然环境，或承受复杂的人工干扰下，也能够表现出正常的生理特性。
这种优势让遗传工程搭载科技具备了广泛的应用前景。
植物基因工程课件下面是小编搜集整理的植物基因工程课件，希望对大家有帮助！植物基因工程课件（1）植物基因转化受体系统的条件（2）植物基因转化受体系统的类型和特性。
（3）植物基因工程载体的种类和特性（4）根癌农杆菌Ti质粒的结构与功能：T-DNA、Vir区操纵子的基因结构与功能。
（5）农杆菌Ti质粒基因转化机理（6）农杆菌Ti质粒的改造及载体构建（7）载体构建中常用的选择标记及报告基因（8）根癌农杆菌的转化程序及操作原理（9）外源基因在植物中的表达了解植物基因转化受体系统的类型、特性掌握Ti质粒的结构与功能，植物载体构建原理，植物基因工程常用的载体类型。
重点根癌农杆菌Ti质粒介导的基因转化的原理和方法难点植物载体构建原理关键点转基因植物的获取和检测教学目的和要求教材分析主要教具和设备材料投影仪、电脑、常规教学设备板书与多媒体授课相结合教法思考题1. 植物基因工程载体种类？2. 根癌农杆菌转化程序？心得在自然界的许多双子叶植物中，常常发生一种严重危害植物生长的病害——冠瘿。
已知90多科，600多种双子叶植物都能感染这种病。
一般认为单子叶植物和裸子植物对此病不敏感。
70年代中期，世界上几个实验室发现诱发肿瘤的根癌农杆菌中含有大量的诱瘤质粒Ti(tumor-inducing plasmid),且证实了肿瘤的形成正是由于pTi中的特定片段——T-DNA转移并稳定地整合进植物细胞核基因组中的结果；由于其上载着的冠瘿碱合成基因和激素合成基因表达，因此分泌冠瘿碱并形成肿瘤。
人们就把这种冠瘿的形成过程称作天然的植物细胞转化系统。
农杆菌将自身的DNA插入植物细胞诱发肿瘤只对其本身是有益的，重要原因之一是因为农杆菌诱发植物细胞合成冠瘿碱为自己提供食物。
植物自身不能利用这种物质，只能为它的合成付出代价，别的细菌也不能利用它，在自然条件下，只有农杆菌能分泌分解冠瘿碱的酶，将这些特异产物作为唯一的碳源和氮源来利用。
肿瘤的产生是由于T-DNA上的激素合成基因所致，刺激细胞生长而产生肿瘤，这是T-DNA转入的一个副产品。
植物基因工程一从现代农业到基因工程二植物基因工程简介一从现代农业到基因工程(一)粮食安全现状1、食物总量供给已成为全球的焦点之一：从2000年开始，全球出现了当年粮食生产量比消费量低的情况，2003年全世界粮食的消费量超过生产量0.93亿吨，世界粮食储备也降低到30年来的最低水平。
1999年以来，我国粮食连续四年减产。
1999-2002年，我国粮食总产量累计减少800亿公斤左右。
自2000年以来，我国粮食年消费需求大致在4.8-4.9亿吨之间，产需缺口约400亿公斤。
(二)农业发展的一个主要矛盾——科技支撑能力不强农业生产的规模化、专业化和多样化对科技提出了更高的要求，大幅度提高农业劳动生产率需要通过先进适用技术的广泛应用，而目前我国科技进步贡献率只有45%左右，与发达国家的70-80%有很大的差距。
一个农业劳动力养活的人口数：美国：70人；日本：约25人；中国：4-5人。
农业发展的根本出路是现代农业，而其核心支撑条件是现代农业科技的进步。
(三)现代农业的内涵现代农业是以现代工业和科学技术为基础，重视加强农业基础设施建设，充分汲取中国传统农业的精华，根据国内外市场需要和WTO规则，建立起采用现代科学技术、运用现代工业装备、推行现代管理理念和方法的农业综合体系(引自卢良恕院士)。
(四)建设农业科技创新体系是现代农业的一个根本任务国家级农业科研工作应具有较强的关键性、全局性、基础性、战略性和前瞻性的特点，为加快现代农业建设提供科技支撑。
省级有关农业的科研机构应逐步实行联合，重点开展应用研究和开发研究(也可根据需要适当开展应用基础研究)，重视科技成果转化，更好地为发展生产服务(引自卢良恕院士)。
到2030年，我国人口的持续增长将要达到高峰期，预计达到16亿人口，解决这个庞大人口的口粮是一个新的挑战。
随着人民生活水平的提高，肉蛋奶和水产品的消费不断增加，粮食作为饲料的比重将越来越大，人均粮食占有量的标准应有所提高。
2、食品安全性也成为全球的焦点之一：农业综合措施、现代农业技术尤其是转基因技术的应用，使老百姓对当前食品尤其是转基因食品安全性问题十分关心。
(五)农业科技创新的一个核心内容：良种创新农业科技创新的核心：良种+良法。
良种对增产的作用所占的比重越来越大，良种是一个先进技术的集合体。
良种创新：植物良种创新、动物良种创新。
植物食品占总食品的93%，动物食品占7%，但也间接来自植物食品，所以良种创新的首要任务是植物良种创新。
(六)传统育种面临的挑战以杂交育种为核心的传统育种技术取得了丰硕的成果，目前仍然是主要作物的主要育种手段。
目前传统育种技术在改良作物性状方面遇到了一些挑战，如缺乏特别性状的种质资源，育种周期长，难以克服不良性状的连锁或负相关，易受杂交不亲和及杂种不育的限制，远缘物种间不能进行遗物物质交流和性状转移。
(七)基因工程带来的机遇与竞争20世纪50年代以来，DNA双螺旋模型和基因操纵子学说的提出，以及DNA限制性内切酶的发现，导致了DNA体外重组技术¡ª¡ª基因工程技术的发展，推动了分子生物学和基因工程本身在广度和深度方面以空前的速度蓬勃发展，生物技术相关产业和生命科学已经出现划时代的突破。
基因工程是依赖于精密设计的分子育种，是对传统育种的升华和补充。
2l世纪是生命科学的世纪，生物技术可能会对世界的重大问题¡ª¡ª饥饿、疾病、能源、污染等提供切实的解决办法。
生物技术正成为国际竞争的主要领域，其核心是基因工程，是强国之策。
二植物基因工程简介1 基因工程的理论基础2 植物基因工程的概念和目标3 植物基因工程的性状和基因4 植物基因工程的载体和其它DNA元件5 植物基因工程的基本路线1.1 生物界的不同基因之间具有相同的物质基础所有基因均是(或可转化为)具有特定核苷酸序列和遗传功能的DNA片段，因此所有基因均可以DNA片段作为材料进行加工或工程处理。
1.2 所有生物享有相同的遗传密码规则所有生物都由一个共同的祖先沿不同的分支进化而来，但他们都遵循中心法则(central dogma)，遗传编码规则没有改变。
1.3 基因作为DNA片段，可在体外进行人工裁剪、修饰和连接有许多类型的工具酶可以完成这些操作：限制酶：超过300多种，比如Eco RI、Hin dIII等等。
PCR相关的酶：如非校正性的Taq DNA聚合酶，校正性的pfu DNA聚合酶等等。
核酸修饰及其它酶类：比如Klenow大片断酶、DNA连接酶、反转录酶、末端转移酶(TdT)、DNaseⅠ、RNase A、碱性磷酸酶、甲基化酶、多核苷酸激酶等等。
通过使用这些酶，我们可以对核酸分子进行剪切、消化、连接、末端修饰、磷酸基团处理、反转录等操作，以便于克隆目标基因或形成重组DNA分子。
1.4 基因作为DNA片段，可以通过转基因技术实现从任一生物向目标生物的转化基因操作中，基因可通过质粒或病毒载体或不需要载体，导入目标生物，现在外源DNA的转化或转染已经比较成熟。
被转入来自水母的绿色荧光蛋白(acaleph green fluorescence protein)基因该项工作由法国科学家于2000年完成。
外源基因与载体一道被采用受精卵微注射法导入并整合到兔子基因组中。
1.5 转基因遵循同内源基因一样的遗传规律，可通过DNA复制将其遗传信息传递给子代基因工程的外源基因可整合进目标生物的基因组中稳定遗传。
DNA的半保留复制模式是高保真的。
1.6 转基因遵循同内源基因一样的表达规则，其表达可赋予特定的生物学功能狭义概念：现在遗传工程的概念主要是指基因工程或基因操作，是指将供体生物的目标基因与载体进行重组，重组DNA分子导入受体生物体，通过表达外源基因而使受体生物产生新型遗传性状。
基因工程的三要素：供体，受体和载体。
对于受体物种而言，来自供体的基因被称为¡°外源基因¡±。
基因工程的根本技术是DNA重组技术。
这是因为除少数RNA病毒外，所有基因均是以DNA 分子的形式存在的，载体也是DNA分子，基因导入技术一般已程序化，但目标性状根本地是由各种外源基因和DNA重组技术而决定的。
转基因：作动词时表示将人工构建的外源基因转化到生物体的过程，作名词时表示被转化到生物体中的外源基因。
外源基因：指基因工程中被转入到生物体中的基因构建物，可以是其它生物的基因，也可以是受体生物本身的基因。
¡°外源¡±主要是指转入的过程，被转入的基因不一定非得来自不同的物种。
广义概念：指DNA重组技术，以及相关的基础研究和产业化技术的开发，典型而言包括“上游技术”、“中游技术”和“下游技术”。
上游技术：包括目标基因和其它DNA元件的鉴定、定位、克隆和功能验证。
上游是获得知识产权的制高点。
中游技术：包括载体构建、工程菌株的获得、转化操作、转化后的组织培养、再生个体的分子鉴定、转化子的遗传及繁殖、转基因生物学性检测等。
中游是实现转基因的核心步骤。
下游技术：包括转基因产品的中间试验、环境释放、生产性试验和产业化，如从转化体内纯化外源基因产物、推广种植或养殖具有新型性状的转基因动植物等。
下游是转基因的价值的体现。
在现代，基因工程与细胞工程、发酵工程和酶工程可以实现联合和互相促进。
3.1 抗虫基因1)Bt基因：来自于苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的一大类，均编码杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins，ICPs)，又称为δ内毒素(δ-endotoxin)，能特异性杀死鳞翅目(Lepidoptera，蝶蛾类)昆虫，少数能杀死双翅目(Diptera，蝇蚊类)和鞘翅目(Coleoptera，甲虫类) 。
人工培养苏云金芽孢杆菌制备的Bt制剂在植保上用于作物虫害防治已有近百年的时间，实践证明Bt蛋白对人畜无害。
Bt基因已广泛应用于多种作物的抗虫转基因，防治棉铃虫、红铃虫、玉米螟、水稻螟虫、菜青虫等，但须注意它也能杀死鳞翅目的益虫如家蚕。
2)PI基因：来自于各种植物本身，编码蛋白酶抑制剂(proteinase inhibitor)，对许多昆虫具有广谱抗性，可分为丝氨酸蛋白酶抑制剂(serine proteinase inhibitor)、巯基蛋白酶抑制剂(sulfhydryl proteinase inhibitor)和金属蛋白酶抑制剂(metal proteinase inhibitor)这三类。
代表性的为豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CPTI，未发现对人畜有害。
3)凝集素(Lectin)基因：来自于各种植物，编码凝集素，主要用于防治同翅目(Homoptera)害虫如蚜虫、飞虱等。
有的凝集素对人畜有毒，但目前使用的雪花莲凝集素GNA等被证明是安全的。
4)α-AI基因：来自于植物，编码α-淀粉酶抑制剂，可防治鞘翅目(Coleoptera)害虫，但许多也能抑制哺乳动物的α-淀粉酶。
5)其它基因：如几丁质酶、蝎毒素(scorpion toxin)、苦楝素(azedarachin)、鱼藤酮(rotenone) 等基因，有的有前景，有的则存在安全性问题。
3.2 抗病基因1)抗病毒病：有病毒外壳蛋白(coat protein，CP)基因、病毒复制酶(replicase)基因、病毒卫星RNA 基因、植物或真菌核糖体失活蛋白(ribosome-inactivating protein，RIP)基因、动物干扰素基因、病毒缺陷干扰(defective interfering，DI)基因等。
一些转CP基因的作物已开始推广应用。
2)抗真菌病：有抗病基因(resistance genes，R基因)、多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase-inhibiting protein，PGIP)基因、抗病信号传导基因、防卫基因如病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR)、葡萄糖氧化酶基因等。
一些转基因抗真菌病作物在西方国家已经开始推广种植。
3)抗细菌病：有抗病基因(resistance genes，R基因)、抗病信号传导基因、防卫基因如病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR)、昆虫抗菌肽基因、溶菌酶基因等。
一些转基因抗细菌病作物也在西方国家已经开始推广种植。
4)抗线虫病：抗病基因(resistance genes，R基因)、抗病信号传导基因、防卫基因如病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR)基因等。
转基因抗病农作物几乎不存在食品安全性问题。
3.3 耐非生物性胁迫的基因1)耐高温干旱：主要为渗透调节基因，如脯氨酸合成酶、甜菜碱合成酶等基因。
