第一章 基因工程第1节 基因工程(3)

2、表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
分析综合
实验设计

农业生产上大量使用化肥存在许多负面影 响,“生物固氮”已成为一项重要的研究课 题。人们正致力于转基因固氮植物的研究， 请设计一个方案，将根瘤菌的固氮基因转 移到水稻细胞中。
答案要点： （1）提取目的基因（将根瘤菌的固氮基因提取出来） （2）目的基因（固氮基因）与运载体结合 （3）将目的基因（固氮基因）导入水稻细胞 （4）目的基因的检测与表达（水稻细胞中得到了与根瘤 菌细胞相同的固氮物质，表明固氮基因成功表达 ）
（2）人工合成法 ①反转录法 目的基因 转录成的 mRNA 反转录 单链 DNA 合成 双链DNA（即 目的基因）
②根据已知氨基酸序列合成DNA mRNA 的核苷 酸序列 推测 结构基因 化学合成 目的 的核苷酸 基因 序列
蛋白质 的氨基 酸序列源自推测二、目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）
质粒 DNA分子 同一种限制酶处理 两个切口 获得目的基因 DNA连接酶 重组DNA分子（重组质粒）
一个切口
两个黏性末端
三、将目的基因导入受体细胞
1、导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径 2、导入过程：（运载体为质粒，受体细胞为细菌） 受体细胞：细菌
氯化钙
细胞壁通透性增大 重组质粒进入受体细胞
导入
扩增 目的基因随受体细胞的繁殖而复制
四、目的基因的检测与表达
1、检测：通过检测标记基因的有无，判断目的基因是否导入。
3、基因的运输工具——运载体 运载体必须具备的条件： ①在受体生物细胞内复 制并稳定地保存；②具有多 个限制酶切点，以便与外源 基因连接③具有某些标记基 因，便于进行筛选。 质粒 是最常用的运载 体，此外还有 噬菌体 和 动植物 病毒 。

一、基因工程的工具
二、基因工程的操作步骤
类型检测内容方法结果显示
二、例题及练习
【典例1】►(2011·浙江卷)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。

下列叙述错误的是()。

A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
【训练1】►下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()。

A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响
C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNA
D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取。

二、目的DNA片段的获得
（三）DNA片段的化学合成 1.合成引物 2.合成DNA寡核苷酸连杆 3.合成基因片段

第二节 DNA重组

三、DNA片段的连接
（一）DNA连接酶 （二）DNA片段之间的连接 1. 互补黏性末端片段之间的连接 2.平末端DNA片段之间的连接 3.DNA片段末端修饰后进行连接 4. DNA片段加连杆或衔接头后连接

（六）基因可以通过复制把遗传信息传递给下 一代
第一节 基因工程概述

三、基因工程操作的基本技术路线
第一节 基因工程概述

四、基因工程研究最突出的优点

打破了常规育种难以突破的物种之间的界限， 可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物 之间，甚至人与其他生物之间的遗传信息进行 相互重组和转移。人的基因可以转移到大肠杆 菌（E.coli）中表达，细菌的基因可以转移到动 植物中表达。
第二章 基因工程
第一节 基因工程概述

一、基因工程的含义

按照人们的愿望，进行严密的设计，通过体外 DNA重组和转移等技术，有目的地改造生物种 性，使现有物种在较短的时间内趋于完善，创 造出新的生物类型，这就是基因工程的基本含 义。
第一节 基因工程概述

二、基因工程研究的理论依据
（一）不同基因具有相同的物质基础 （二）基因是可以切割的 （三）基因是可以转移的 （四）多肽与基因之间存在对应关系 （五）遗传密码是通用的


质粒基因组、病毒（噬菌体）基因组、线粒体 基因组和叶绿体基因组也有少量的基因
第四节 目的基因的制备

二、分离目的基因的途径

（一）利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离 目的基因

高考生物三轮复习回归教材：选择性必修3之基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。

第1节重组DNA技术的基本工具一、有关核酸的方向性问题①核苷酸：1’碳连碱基；2’碳（脱氧核糖连无氧；核糖有氧）；3’碳连羟基（-OH）；5’碳连磷酸②一条脱氧核苷酸链（DNA单链）:一端的3’碳上有游离的羟基（-OH），叫3’端；另一端的5’碳上有游离的磷酸基团，叫5’端。

一条核糖核苷酸链（RNA链）也是如此。

③DNA是由两条脱氧核苷酸链，按反向平行的方式构成④DNA聚合酶：总是从引物的3’端连接脱氧核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑤RNA聚合酶：总是从引物的3’端连接核糖核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑥tRNA的3’端结合氨基酸⑦翻译时核糖体的移动方向：沿着mRNA的5’-3’方向移动⑧限制性内切核酸酶识别的序列：沿5’-3’方向读取二、重组DNA技术的基本工具（一）限制性内切核酸酶——“分子手术刀”1、来源：主要是原核生物2、对原核生物的作用：防止外来病原物的侵害,将外源DNA切割保证自身安全3、作用：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。

结果：切割DNA成为两个DNA片段识别的序列：①沿5’-3’方向读取；②大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数4个、8个。

；③多数为回文序列（因此，切割形成的黏性末端碱基序列：既相同，又互补）黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线(图中虚线）两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；平末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。

（二）DNA连接酶——“分子缝合针”1、E.coli DNA连接酶：①从大肠杆菌中分离得到；②只能连接黏性末端，不能连接平末端③恢复磷酸二酯键2、T4 DNA连接酶：①从T4噬菌体中分离出来；②既能连接黏性末端，又能连接平末端，但连接平末端的效率相对较低；③恢复磷酸二酯键（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1、最常用的载体：质粒质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。