基因工程的工具.

基因工程工具酶引言基因工程是一门利用重组DNA技术来改变生物体遗传性状的学科。

在基因工程的过程中，基因工程工具酶发挥着关键的作用。

本文将介绍几种常用的基因工程工具酶，包括限制性内切酶、连接酶和修饰酶。

一、限制性内切酶1.1 定义限制性内切酶（Restriction Enzyme）是一类具有特异性切割DNA双链的酶。

它可以识别并切割DNA的特定序列，通常这个序列是对称的，在切割后会产生特定的片段。

1.2 工作原理限制性内切酶能够通过识别和结合DNA的特定序列来进行切割。

它们通常识别的序列是4到8个碱基对长，具有一定的对称性。

一旦内切酶与特定序列结合，它会切断DNA的链，在特定的位置形成断裂，从而将DNA切割成特定的片段。

1.3 应用限制性内切酶在基因工程中有着广泛的应用。

它们可以用于构建基因工程载体、进行DNA片段的精确克隆等。

通过选择适当的限制性内切酶，可以对DNA进行特定的切割和连接，从而实现对目标基因的定向操作。

二、连接酶2.1 定义连接酶（Ligase）是一种酶类，能够将两条DNA片段连接起来。

在基因工程中，连接酶通常被用于连接目标基因和载体。

2.2 工作原理连接酶通过催化两条DNA片段之间的磷酸二酯键的形成来连接DNA。

它可以将两条具有互补末端的DNA片段连接在一起，形成一个新的DNA分子。

2.3 应用连接酶在基因工程中的应用非常广泛。

它们可以用于构建重组DNA分子、进行目标基因的插入等。

通过连接酶的作用，可以将多个DNA片段连接起来，构建出符合需要的重组DNA分子。

三、修饰酶3.1 定义修饰酶是指能够修饰DNA分子的酶类。

在基因工程中，修饰酶通常被用于添加或去除特定的DNA序列。

3.2 工作原理修饰酶可以通过催化酸解或碱解反应来改变DNA分子的结构。

它们可以添加或去除DNA上的甲基基团、酶解酶切位点等。

3.3 应用修饰酶在基因工程中起着重要的作用。

它们可以用于DNA甲基化的分析、目标基因的修饰等。

基因工程一、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。

由于基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的额，因此又叫做DNA重组技术。

二、基因工程的基本工具1、限制性核酸内切酶-----“分子手术刀”2、DNA连接酶-----“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体-----“分子运输车”1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）存在：主要存在于原核生物中。

（2）特性：特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。

（3）切割部位：磷酸二酯键（4）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（5）识别序列的特点：（6）切割后末端的种类：DNA分子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。

当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端。

2．“分子缝合针”——DNA 连接酶（1）作用：将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。

相同点：都连接磷酸二酯键 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具有一个至多个限制酶切点，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。

种类 E ·coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌T 4噬菌体功能特性只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低(2)最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

(3)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。

基因工程的基本工具_基因工程的原理及技术_基因工程和蛋白质工程的应用-高中生物知识点·基因工程基因工程三种工具原理及基因工程的四个步骤一、基因工程需要三个工具：1、剪刀：限制酶。

2、针线：DNA连接酶。

3、运输：运载体。

二、基因工程四个步骤：1、目的基因的获取。

2、基因表达载体的构建目的基因与运载体结合。

3、将目的基因导入受体细胞。

4、目的基因的检测与表达。

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。

基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

基因工程，又称基因操作，DNA重组技术，基因克隆，分子克隆等。

克隆就是来自同一祖先的相同副本或拷贝的集合，而获得同一拷贝的过程则称为克隆化，也就是无性繁殖。

蛋白质工程是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。

1983年，美国生物学家厄尔默首先提出了“蛋白质工程”的概念，随即被广泛接受和采用。

蛋白质工程是以蛋白质结构与功能关系的知识为基础，通过周密的分子设计，把蛋白质改造为合乎人类需要的新的蛋白质。

人们利用分子遗传学的知识和对蛋白质结构的了解，在实验室条件下，设计出全新的优良蛋白质。

利用基因工程生产的胰岛素就是蛋白质工程的第一个成功范例。

由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有许多同基因工程技术相似的地方，因此人们也把蛋白质工程称为第二代基因工程。

蛋白质工程与基因工程的区别蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。

蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。

专题10 生物工程微专题2 基因工程(含PCR技术)1.基因工程的基本工具①基因工程中的载体与细胞膜上的载体不同。

②若用两种不同的限制酶同时切割目的基因和同时切割载体，则可使基因和载体定向连接，避免自身环化和反向连接，提高连接的有效性。

2.基因工程的四个操作步骤(1)目的基因的筛选与获取①目的基因主要是指编码蛋白质的基因。

②在已有mRNA前提下，可通过逆转录法获取目的基因。

③当基因较小且序列已知时，可采用化学合成法进行人工合成。

(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建①启动子、终止子a.启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)。

b.终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。

②目的基因插入位置：启动子与终止子之间。

③利用乳腺生物反应器生产药物时，应将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子连接到一起，再通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中。

(3)将目的基因导入受体细胞辨析农杆菌转化法中的“两个两次”①两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T­DNA的中间部位；第二次拼接指被插入目的基因的T­DNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上。

②两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；第二次导入是指将含目的基因的T­DNA导入受体细胞。

(4)目的基因的检测与鉴定3.PCR技术及应用(1)PCR技术原理与条件(2)PCR技术的过程可通过引物控制PCR扩增的基因片段，并在基因两侧引入限制酶识别序列。

4.蛋白质工程高考重点训练1.(2021·辽宁卷，4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是()A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端B.子链的合成过程不需要引物参与C.DNA每条链的5′端是羟基末端D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链答案A解析细胞内DNA复制时，子链延伸方向为5′→3′，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。

第1课时基因工程的操作工具第1课时基因工程的操作工具课程一.1 DNA重组技术的基本工具【课前导学】1.1 DNA重组技术的基本工具一、基因工程的原理：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外赋予生物新的基因特征，创造更符合人们需求的新生物类型和生物产品。

因为基因工程是在水平水平上设计和建造的，所以也被称为基因工程。

二、限制性核酸内切酶1.切割DNA的工具是，也称为。

2、这类酶在生物体内能将外来的dna切断，即能够限制异源dna的侵入并使之失去活力，但对自己的dna却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。

3.由于这种切割是在DNA分子内进行的，因此被称为限制性内切酶（简称限制性内切酶）。

4.DNA分子的限制性内切酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即和。

三、dna连接酶――“分子缝合针”根据DNA连接酶的不同来源，它们可分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为e?colidna连接酶。

e?colidna连接酶只能将连接起来，不能将双链dna片段平末端之间进行连接。

另一种是从T4 DNA连接酶中分离出来的。

T4 DNA连接酶可以“缝合”互补和双链DNA片段，但连接效率相对较低。

四、基因进入受体细胞的载体――“分子运输车”1.在基因操作过程中，载体有两个用途：一是作为载体将目标基因转移到宿主细胞；第二种是利用它在宿主细胞中复制大量目标基因。

2、现在通常使用的载体是，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核dna之外的环状dna，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。

3.质粒可以通过细菌之间的连接从一种细菌转移到另一种细菌，这种连接可以复制或整合到细菌假核DNA中，并通过假核DNA的复制进行复制。

4、其他载体还有和等。

5、作为载体必须具备以下条件：能在宿主细胞中复制并稳定保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；它有一些用于筛选的标记基因，如抗生素耐药基因、产品颜色反应基因等[摘要]归纳点1基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果归纳点2基因工程的工具及其比较基因剪接技术或DNA重组技术→ 拼接→ 介绍→ 在生物体外的基因DNA分子水平上表达人类所需的基因产物1。

高一生物基因工程生物技术的安全性和伦理问题试题答案及解析1.下列不属于基因工程最基本工具的是( )A．限制酶B．mRNA C．DNA 连接酶D．运载体【答案】B【解析】基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体，故ACD正确，B错。

【考点】本题主要考查基因工程的工具，意在考查考生能理解所学知识的要点的能力。

2.下列基因工程的操作顺序，正确的一组是()①目的基因的表达和检测②目的基因与运载体结合③将目的基因导入受体细胞④目的基因的提取A．①②③④B．④③②①C．④②③①D．②③④①【答案】C【解析】基因工程的步骤包括：获取目的基因、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和鉴定，故C正确。

【考点】本题主要考查基因工程步骤，意在考查考生能理解所学知识的要点的能力。

3.斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。

具体纯合突变基因（dd）的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。

利用转基因技术将绿色荧光蛋白（G）基因整合到斑马鱼17号染色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。

未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。

用个体M和N进行如下杂交实验⑴在上述转基因实验中，将G基因与质粒重组，需要的两类酶是和。

将重组质粒显微注射到斑马鱼受精卵中,整合到染色体上的G基因表达后，使胚胎发出绿色荧光。

根据上述杂交实验推测：⑵M的基因型是（选填选项前的符号）a. DDGGb. DDggc. Ddggd. DdGg⑶杂交后，出现红·绿荧光（既有红色又有绿色荧光）胚胎的原因是亲代（填“M”或“N”）的初级精（卵）母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的__________发生了交换，导致染色体上的基因重组。

【答案】⑴限制性核酸内切酶 DNA连接酶选择性⑵ C ⑶N 非姐妹染色单体【解析】（1）基因工程操作过程中需要两类工具酶：限制性核酸内切酶DNA连接酶。

动物细胞工程的受体细胞一般是受精卵。

（2）根据性状可以判断亲本的基因型是D_gg和D_ G_，因为子代出现了绿色荧光（D_G_）和红色荧光（ddgg）的子代胚胎，则亲代M中必定均含有d基因，同时可推出M的基因型是：Ddgg。

高考生物中的基因工程考点有哪些在高考生物中，基因工程是一个重要且具有一定难度的考点。

基因工程作为现代生物技术的核心领域之一，对于我们理解生命的奥秘、解决现实中的生物问题以及推动生物技术的发展都具有极其重要的意义。

首先，我们来了解一下基因工程的基本概念。

基因工程，又称为重组 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。

基因工程的操作工具是这部分的重要考点之一。

其中包括“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶），它能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。

“分子缝合针”——DNA连接酶，用于将切割后的 DNA 片段连接起来，形成重组 DNA 分子。

还有“分子运输车”——载体，常见的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

载体需要具备能够在受体细胞中复制并稳定保存、具有多个限制酶切点以便与外源基因连接、具有标记基因以便于筛选等条件。

基因工程的基本操作程序也是高考的重点。

第一步是获取目的基因。

获取目的基因的方法有多种，比如从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目的基因以及通过化学方法人工合成。

第二步是基因表达载体的构建，这是基因工程的核心步骤。

目的基因与载体结合时，需要用同一种限制酶切割，产生相同的黏性末端，再用 DNA 连接酶连接，形成重组 DNA 分子。

第三步是将目的基因导入受体细胞。

导入植物细胞常用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；导入动物细胞常用显微注射法；导入微生物细胞常用感受态细胞法。

第四步是目的基因的检测与鉴定。

可以通过检测标记基因是否表达、检测目的基因是否转录出 mRNA、检测目的基因是否翻译成蛋白质等方法来鉴定目的基因是否成功导入并表达。

在基因工程的应用方面，也有很多考点值得关注。

比如在农牧业方面，利用基因工程可以培育抗虫、抗病、抗逆的农作物新品种，还可以提高家畜的生长速度、改善畜产品品质等。

《基因工程及其技术》知识清单一、什么是基因工程基因工程，又称为重组 DNA 技术，是一种在分子水平上对基因进行操作和改造的技术。

它打破了物种之间的生殖隔离，能够按照人们的意愿，将一种生物的基因转移到另一种生物中，从而创造出具有新性状的生物。

简单来说，基因工程就像是一个极其精细的“基因编辑师”，可以对生物的遗传物质进行剪裁、拼接和重组，实现对生物性状的定向改造。

二、基因工程的基本工具1、限制性内切酶限制性内切酶，也被称为“分子剪刀”，能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子。

就像是一把精准的剪刀，能够在长长的 DNA 链条上找到特定的位置并进行剪切。

2、 DNA 连接酶有了剪切，自然就需要“缝合”。

DNA 连接酶就充当了这个“缝合”的角色，它能够将被限制性内切酶切割后的 DNA 片段连接起来，形成一个完整的 DNA 分子。

3、载体载体是能够携带目的基因进入受体细胞的工具。

常见的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。

载体就像是一辆“运输卡车”，负责把目的基因安全地运送到受体细胞中。

三、基因工程的基本操作步骤1、目的基因的获取目的基因是我们想要改造或利用的特定基因。

获取目的基因的方法有多种，比如从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增以及通过化学方法人工合成等。

2、基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。

将目的基因与载体连接起来，构建成基因表达载体。

这个载体不仅要包含目的基因，还需要有启动子、终止子、标记基因等元件，以确保目的基因能够在受体细胞中正确表达。

3、将目的基因导入受体细胞根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同。

例如，将目的基因导入植物细胞可以使用农杆菌转化法、基因枪法等；导入动物细胞常用显微注射法；导入微生物细胞则通常用感受态细胞法。

4、目的基因的检测与鉴定目的基因是否成功导入受体细胞，以及是否正确表达，需要进行检测和鉴定。

常用的方法有 DNA 分子杂交技术、核酸分子杂交技术、抗原抗体杂交技术等。