基因工程的诞生
?1. 进化论Darwin 2. 细胞学说的建立M. Schleiden and T. Schwann（1839）
?3. 遗传学说的建立1）遗传学说创始G. Merdel 提出独立分配定律（1865）
?2）染色体（chromosome）遗传学说.W. S. Sutton（1903）
?3）基因定位T. H. Morgan 提出连锁定律（1915）
?4）基因载体（gene vector）O. T. Avery，C. M. Macleod and M. McCarty（1944）
?4. 分子生物学
?1）DNA双螺旋结构的发现Watson and Crick（1953）
?2）DNA复制模式的破解M.Meselson and F. W. Stahl（1958）
?3）中心法则的确立F. Crick(1958)
?4）密码子（codon）破译F.Crick，S. Brenner等多人（1961~1966）
?5. 基因工程创始
?1）SV和入phage DNA重组P. Berg and H. Boyer（1972）
?2）R6-5 质粒和PSC101的DNA重组S. Cohen（1973）
?3）PSC101和非洲爪蟾核糖体DNA重组S. Cohen and H. Boyer（1973）
1 基因工程的基本概念A 重组DNA技术的基本定义B基因工程的基本定义
C重组DNA技术与基因工程的基本用途D基因工程的基本形式
A 重组DNA技术的基本定义
重组DNA技术是指将一种生物体（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。
因此，供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。
B 基因工程的基本定义（基因工程说的是在脱氧核糖核酸上进行手术）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。
C 重组DNA技术与基因工程的基本用途
1、分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源
2、大规模生产生物活性物质
3、设计、构建生物的新性状甚至新物种
D 基因工程的基本形式
第一代基因工程蛋白多肽基因的高效表达经典基因工程
第二代基因工程蛋白编码基因的定向诱变蛋白质工程
第三代基因工程代谢信息途径的修饰重构途径工程
第四代基因工程基因组或染色体的转移基因组工程
E 基因工程主要研究内容
?1）从生物有机体中分离出带有目的基因的DNA片段；
?2）在体外将带有目的基因的外源DNA片段与能够自我复制并带有选择性标记的载体分子连接；
?3）将重组DNA分子转化到受体细胞或直接用DNA扩增仪扩增；
?4）从大量增殖的细胞群体中筛选出获得重组DNA分子的受体细胞；
?5）克隆这些细胞以阔增目的基因，供进一步分析使用；
?6）将目的基因克隆到表达载体上，并转化到寄主细胞，实现功能性表达，生产人类所需要的物质或目的产物。
Ｆ基因工程的应用与发展中的重大事件
?1）H. Boyer 和P. Berg等获得第1个重组DNA分子（1972）
?2）DNA快速测序技术的开发F.Sanger，A.Maxam，W.Gilbert（1977）
?3）由大肠杆菌表达人脑激素和人胰岛素（1978）
?4）转基因小鼠成功R.D.Palmiter，R.L.Brinster（1981）转基因果蝇成功A.C.Spradling，G.M.Rubin（1981）
?5）入噬菌体48502bp序列测定F. Sanger等（1982）6）第一个转基因植物培育成功（1983）
?7）转基因家畜（猪，羊，兔）诞生（1984）8）人类基因组计划（1988）9）转基因玉米和小麦诞生（1990~1992）?10）基因工程西红柿上市（1994）11）人基因物理图谱发表（1995）12）酵母DNA完成测序（1996）
?13）水稻基因组物理图谱（1997）克隆羊问世（1997）14）信息基因鼠的问世（1999）
转基因作物在全球的不均衡增长是转基因棉花让印度的农民自杀的吗？不是
墨西哥的转基因农作物将外源基因传播到了野生植物中吗？目前还不清楚
2000年，墨西哥瓦哈卡州（Oaxaca,Mexico）山区的农民想为他们种植的玉米申请有机农作物认证，希望能够
借此增加收入。当时在美国加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）工作的微生物生态学家
David Quist 答应为这些农民提供帮助，作为回报，Quist 可以进入瓦哈卡州山区开展科学研究。不过Quist
对这些农民提供的玉米进行了遗传学检测之后惊奇地发现，这些当地出产的玉米里居然含有一种特别的DNA
片段，这种DNA 是孟山都公司为了提高耐草甘膦除草剂转基因农作物和抗虫转基因农作物里外源基因的表
达量而专门设计的。
美国俄亥俄州立大学（Ohio State University in Columbus）的植物生态学家Allison Snow 就曾经在2003 至
2004 年间到墨西哥瓦哈卡州山区进行过采样研究，他一共从125块田地里采集了870 份玉米样品，可是并
没有在玉米的种子里发现转基因遗传物质
墨西哥国立自治大学（National Autonomous University of Mexico in Mexico City）的分子生态学家Elena
Alvarez-Buylla 与现在就职于美国加州大学伯克利分校的植物分子遗传学家Alma Pi?eyro-Nelson 曾经于
2009 年也进行过一次类似的调查，他们也检出了当年Quist 检出的那种转基因物质。Alvarez-Buylla 等人
还进行过另外一次研究，他们对从墨西哥境内1765 个农户那里收集来的玉米种子样品进行了检测，结果发
现其中有少部分玉米种子里含有转基因物质。其他一些在当地社区里开展的研究也多次发现了转基因物质，
不过这些研究成果极少得到发表。
基因工程的潜在危害喂养实验出现了问题
专题1 基因工程 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，通过________________________，赋予生物以 _____________________，创造出______________________________________。基因工程是在____________上进行设计和施工的，又叫做__________________。 1. （1 （2 （3 2. (1)两种DNA ②区别：E· (2)与DNA 酸二酯键。 3. （1 （2 _____________________的双链___________DNA （3）其它载体： _________________________________ (二)基因工程的基本操作程序 第一步：__________________________ 1.目的基因是指： ______________________________________________________ 。 2.目的基因可采取_______________-获得，也可以用_____________________。人工合成目的基因的常用方 法有________________和_________________。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：_____________________ 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是________________，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 _______________。此方法的受体细胞多是 ____________。将目的基因导入微生物细胞：★原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是 ____________，其转化方法是：先用 ________处理细
高二生物选修3专题一基因工程测试题 时间:90分钟满分:100分 一、选择题（本题包括20个小题，每题3分，共60分） 1.基因工程技术引起的生物变异属于（） A．染色体变异 B．基因突变 C．基因重组 D．不可遗传的变异2.在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（） A．540个B．8100个C．17280个 D．7560个 3.基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因。正确的操作顺序是（） A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①② 4.实施基因工程的最终目的是（） A.提取生物体DNA分子 B.对DNA分子进行人工“剪切” C.定向改造生物的遗传性状 D.在生物体外对DNA分子进行改造 5.下列黏性末端由同一种限制酶切割而成的是( ) A.①② B.①③ C.①④ D.②③ 6.下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是( ) A.其化学本质都是蛋白质 B.DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键 C.它们不能被反复使用 D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶 7.基因工程操作的第二步是基因表达载体的构建，基因表达载体的组成必须有（） A.目的基因、启动子 B.目的基因、终止子、标记基因 C.目的基因、启动子、终止子 D.目的基因、启动子、终止子、标记基因 8.将目的基因导入微生物细胞之前，要用Ca2+处理细胞，处理过的细胞叫( ） A.感受态细胞 B.敏感性细胞 C.吸收性细胞 D.接受细胞 9.下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法 ( ) A.基因枪法 B.显微注射法 C.农杆菌转化法 D.花粉管通道法 10.利用PCR技术扩增目的基因需要的条件是 ( ) ①含目的基因的DNA；②DNA引物；③四种脱氧核苷酸；④DNA聚合酶；
（2）原理：PCF是利用双链DNA复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。 （3 ）过程：目的基因DNA受热变性后解旋形成DNA单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。 教3?此外，如果基因片段比较小，核苷酸序列又已知，也可以利用DNA合成仪用 化学方法直接人工合成。 二、基因表达载体（重组DNA分子或重组质粒）的构建： 【讲述】基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，冋时使目的基因能够表达和发挥作用。 学 fl 表达建体 n 越止子 墓固黑这IS悴樓衣as思考2 : 【拓展】一个基因表达载体的组成，除了目的基因夕卜，还必须有启动子、终止阅读课本第12页 子以及标记基因等。图1 —4,讨论如何将启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首段，它是RNA聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA最终获得所需要的蛋白 目的基因与载体构建 成重组DNA分子？ 过质。 终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在需要的地方停止下来。终止子位于基因的末端，也是一段有特殊结构的DNA片段。 标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。学生活动： 【分析】构建重组DNA分子的方法是用冋种限制酶分别切割目的基因与载体， 阅读课本第13页图1 —6,总结土壤农 程使它们露岀的黏性末端通过碱基互补配对而黏合起来，再用DNA连接酶将两个杆菌转化法的过程。 DNA片段缝合起来。 三、将目的基因导入受体细胞： 1.将目的基因导入植物细胞：一般采用农杆菌转化法。其操作的方法是将目的思考3: 基因插入到土壤农杆菌的Ti质粒的T —DNA上，通过农杆菌的转化作用，使在将目的基因导目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基入动物细胞时，一般因的遗传特性得以稳定维持和表达（如图所示）。为什么米用受精卵作 为受体细胞？
1.2基因工程应用（第1课时） （一）基因工程应用编制：王曼审核：秦磊校对：张统省 【学习目标】 1．举例说出基因工程的应用 2．关注转基因生物的安全性问题 3．举例说出生物武器的危害 【自学质疑】 一、回顾： 1.基因工程基本操作的“五步曲”是什么？PCR扩增过程 2．基因表达载体的组成及各自作用 3．将目的基因导入植物细胞、动物细胞、微生物细胞的常用方法 4．目的基因的检测与鉴定的步骤 5.必记概念：基因组文库 cDNA文库基因的编码区和非编码区 启动子、终止子、起始密码、终止密码内含子、外显子 RNA聚合酶结合位点、结构基因与标记基因基因探针显微注射感受态细胞 二、导学 知识网络体系抗虫转基因植物 抗病转基因植物 转基因植物其他抗逆转基因植物 改良植物品质 提高动物生长速度 改善畜产品的品质 转基因动物用转基因动物生产药物 用转基因动物作器官移植的供体 基因工程药物 基因治疗 转基因生物的安全性问题（食品安全、生态安全） 生物武器的危害性 【质疑讨论】 1.植物、动物的基因工程技术主要在哪些方面取得成果？ 2.抗虫基因、抗病基因、抗逆基因、改良植物品质的基因主要有哪些？ 3.“乳腺生物发生器”的优缺点及基因工程的大体操作步骤。 4.基因治疗的概念、种类及治病原理 知识点归纳： 一、植物基因工程成果 1．抗虫转基因植物 杀虫基因：主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 优点：降低生产成本，减少环境污染 2．抗病转基因植物 抗病基因：使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因抗毒素合成基因。 3．其他抗逆转基因植物： 抗逆基因：调节渗透压的基因（使植物细胞渗透压升高以适应盐碱或干旱环境）、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因。 作用：以提高植物对环境适应能力。 4．利用转基因改良植物的品质 举例：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高植物氨基酸含量。 二、动物基因工程 1．用于提高动物生长速度（生长激素基因） 2．用于改善畜产品的品质 3．用转基因动物生产药物（乳腺生物反应器） 优点：产量高；质量好；成本低；易提取。 缺点：只能是雌性个体在泌乳期时才行。 提示：①乳腺蛋白基因的启动子是一种特异性表达的启动子；受体细胞为受精卵。②有些可以导入膀胱壁细胞，从尿液中提取。 4．用转基因动物作器官移植的供体 原理：使移植器官的没有抗原，就不会发生免疫排斥反应 方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因。 5．基因工程药品 三、基因治疗 1．概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效手段。 2．种类：体外基因治疗和体内基因治疗。 3．原理：遗传病患者一般缺少正常基因，所以导入正常基因后，使其表达，即可对病情起到缓解作用。 提示：受体细胞一般为体细胞而不是受精卵，基因治疗后只有一部分细胞含有正常基因。基因治疗没有影响原有基因，所以细胞中两种基因同时存在。 【矫正反馈】 1．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（）A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥的使用量，节约能源 C．避免氮肥过多引起环境污染 D．改良土壤结构 2．基因治疗是指（） A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的 B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常 D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的 3．疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（） A．口服化学药物B．注射化学药物 C. 采用基因疗法替换致病基因 D.利用辐射或药物诱发致病基因突变 4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（） A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物 C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物 5．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是（） A．为形成杂交的DNA分子提供能量B．引起探针DNA产生不定向的基因突变 C. 作为探针DNA的示踪元素D．增加探针DNA的分子量 6．诊断苯丙酮尿症所用的探针是（） A．32P半乳糖甘转移酶基因B．荧光标记的苯丙氨酸羧化酶
基因工程及其应用文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
第2节基因工程及其应用（第1课时）知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA 重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究
传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的 水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是 指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？ 七、基因重组与基因工程比较
第1节基因工程概述 【学习目标】 1、说出基因工程的概念（A） 2、简述基因工程的诞生历程（A） 3、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用（A） 4、简述基因工程基本操作程序的四个步骤（B） 【基础梳理】 一、基因工程的概念 是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类所需的基因产物的技术。（1）操作环境：生物体外 （2）操作对象：基因 （3）操作水平：DNA分子水平 （4）基本过程：剪切→拼接→导入→表达 （5）结果：人类需要的基因产物 二、基因工程的工具及作用 （一）限制性核酸内切酶（简称限制酶）“分子手术刀” 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分子的某种特定的核苷酸序列，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:具有专一性，表现在两个方面： ①识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列。 ②切割特定序列中的特定位点。 4、结果：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。 例1、下列有关基因工程中限制内切酶的描述，错误的是（） A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性内切酶的活性受温度的影响 C．限制性内切酶能别和切割RNA D．限制性内切酶可从原核生物中提取 （二）DNA连接酶“分子针线” 1、分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类 2、作用：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 【疑难解析】 1、两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较：
专题1第3节基因工程的应用（P17） 【学习要求】 1．举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景2．关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进了生产力的提高 【学习重、难点】 重点：基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用难点：基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用 ?学习活动一举例说出植物基因工程成果 【自主学习】 阅读教材P17-19页，完成以下内容： 植物基因工程技术主要用于①提高农作物的能力，②改良农作物的③利用植物生产等方面。 （一）抗虫转基因植物 1．杀虫基因种类：①Bt毒蛋白基因、②抑制剂基因、③抑制剂基因、④植物凝集素基因等。 2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。 （二）抗病转基因植物 1．植物的病原微生物：主要有、真菌和细菌等。 2．抗病基因种类 （1）抗病毒基因（使用最多）：病毒基因和病毒的复制酶基因。 （2）抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。 （3）成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 （三）其他抗逆转基因植物 1．抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。 2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 （四）转基因改良植物品质 1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。 2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。 【正误判断】 1．我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是Bt毒蛋白基因() 2. 我国的转基因抗虫棉能抗所有的棉花害虫。 3．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体() 4．目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质、作器官移植的供体() ?学习活动二举例说出动物基因工程成果 【自主学习】 阅读教材P20-21页，完成以下内容： （一）提高动物的生长速度 1．目的基因：外源基因。 2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。 （二）改善畜产品的品质 1．优良基因：肠乳糖酶基因。
专题一基因工程 一【高考目标定位】 1、专题重点：DNA重组技术所需的三种基本工具；基因工程的基本操作程 序四个步骤；基因工程在农业和医疗等方面的应用；蛋白质工程的原理。 2、专题难点：基因工程载体需要具备的条件；从基因文库中获取目的基因； 利用PCR技术扩增目的基因；基因治疗；蛋白质工程的原理。 二【课时安排】2课时 三【考纲知识梳理】 第1节DNA重组技术的基本工具 教材梳理： 知识点一基因工程的概念：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，因此又叫做DNA重组技术。 注意：对本概念应从以下几个方面理解： 知识点二基因工程的基本工具 1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （1）限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。 （2）限制性内切酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。（3）限制性内切酶的切割方式及结果：①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。 2.DNA连接酶——“分子缝合针” （1）来源：大肠杆菌、T4噬菌体 （2）DNA连接酶的种类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。 （3）作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二
酯键，T4DNA连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。 注意：比较有关的DNA酶 （1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基 （2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。（3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。（4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA 聚合酶和DNA连接酶的异同点。 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” （1）分子运载车的种类：①质粒：常存在于原核细胞和酵母菌中，是一种分子质量较小的环状的裸露的DNA分子，独立于拟核之外。②病毒：常用的病毒有噬菌体、动植物病毒等。 （2）运载体作用：①是用它做运载工具，将目的基因转运到宿主细胞中去。 ②是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 （3）作为运载体必须具备的条件：①在宿主细胞中保存下来并大量复制②有多个限制性内切酶切点③有一定的标记基因，便于筛选。 思维探究：知识点3、4、5主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。限制酶──“分子手术刀”，主要是介绍限制酶的作用，切割后产生的结果。在这部分内容学习时，应关心的问题之一是：限制酶从哪里寻找？我们可以联想从前学过的内容──噬菌体侵染细菌的实验，进而认识细菌等单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有何保护机制？进而联想到可能是有什么酶来切割外源DNA，而使之失效，达到保护自身的目的”。这样就对“限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来”的认识提高了一个层次。 基因进入受体细胞的载体──“分子运 输车”的学习内容，不能仅仅着眼于记住这几 个条件，而应该深入思考每一个条件的内涵， 通过深思熟虑，才能真正明确为什么要有这些 条件才能充当载体。 教材拓展： 拓展点一限制酶所识别序列的特点 限制酶所识别的序列的特点是：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链
1．3 基因工程的应用 1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2.了解基因工程的进展。3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。(难点)
一、植物基因工程的成果(阅读教材P17～P20) 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.抗虫和抗病转基因植物 2. (1)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 3．利用转基因改良植物的品质
植物基因工程成果表现 “三抗一优良”，三抗是指“抗虫”“抗病”和“抗逆”，一优良是指转入的优良基因表达的性状表现优良。 二、动物基因工程的前景(阅读教材P20～P21)
三、基因工程药物(阅读教材P21～P23) 1.药物来源：转基因的“工程菌”。 2.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗(阅读教材P23～P24) 1.概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 3．方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 (2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。 连一连 判一判
(1)转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。(×) (2)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(×) 分析：转基因植物是指细胞中被转入了外源基因的植物，并非出现新基因。 (3)(2018·宿迁高二检测)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。(×) (4)利用工程菌可生产人的胰岛素等某些激素。(√) (5)(2018·绵阳高二期末)直接在患者组织细胞中，进行改造致病基因的方法为体内基因治疗。(×) (6)基因治疗又叫基因诊断。(×) 三种转基因生物的生产过程
第1课时基因工程的发展历程和工具 [随堂检测] 知识点一基因工程的发展历程 1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( ) A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能 C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据 D．基因工程必须在同物种间进行 解析：选D。基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物遗传性状。 知识点二基因工程的工具 2．下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。相关叙述错误的是( ) 限制酶1：↓GATC 限制酶2：CCC↓GGG 限制酶3：G↓GATCC A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性 B．限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对 C．限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同 D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2 解析：选D。酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A项正确；据图可知，限制酶2和3识别的序列分别是CCCGGG和GGATCC，均为6个碱基对，故B项正确；限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同，均为GATC，C项正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列，故D项错误。 3．对DNA连接酶的功能描述，正确的是( ) A．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的化学键连接起来 B．在基因工程中只作用于一个切口处的两个黏性末端 C．用于DNA复制时母链与子链间形成氢键 D．与DNA聚合酶作用的部位相同，作用对象不同
专题1 基因工程 (时间:60分钟,分值:100分) 一、选择题(每小题2.5分,共50分) 1.基因工程的操作水平是( ) A.细胞 B.细胞核 C.染色体 D.分子 解析:基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。 答案:D 2.下列何种技术能有效地打破物种的界限,定向地改造生物的遗传性状,培育出新的农作物优良品种?( ) A.基因工程技术 B.诱变育种技术 C.杂交育种技术 D.组织培养技术 解析:杂交育种技术和诱变育种技术都是不定向的育种方式,组织培养技术是无性生殖方式,没有改变生物的遗传性状,只有基因工程技术才能打破物种之间的界限,定向改造生物的遗传性状。 答案:A 3.从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是( ) A.合成编码目的肽的DNA片段 B.构建含目的肽DNA片段的表达载体 C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽 D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 解析:从题干信息可以得出合成出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物是在P1的基础上设计出自然界中原本不存在的多肽,属于蛋白质工程,应用蛋白质工程,首先要依据P1的氨基酸序列设计多条模拟肽。 答案:C 4.下列有关质粒的叙述,正确的是( ) A.质粒是存在于细菌中的一种细胞器 B.质粒改造后可用作基因工程的载体 C.质粒上基因的表达不遵循中心法则 D.质粒必须具有抗生素抗性以便筛选 答案:B 5.下列关于目的基因获取过程的叙述,不正确的是( ) A.人工合成法可合成未知序列的任意大小的DNA片段 B.真核与原核生物的目的基因均可从基因文库中提取 C.原核生物的目的基因一般不从cDNA文库中提取 D.若可设计出特定引物,PCR方法也可获取目的基因 解析:人工合成法只适于序列已知且长度较小的DNA片段。原核生物的基因没有内含子,比较小,目的基因可直接从基因组文库中获得或从物种中直接分离,一般不从cDNA文库中提取。答案:A 6.(2014·江苏高考改编)下列关于基因工程技术的叙述,正确的是( ) A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
专题一基因工程 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，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。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性。 （3）结果：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。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，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；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键 化学本质蛋白质 （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。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 （1）获取方法：从基因文库中获取目的基因
“基因工程概述”公开课教案” 一、设计说明 建构主义者认为学习环境是开放的、充满着意义解释和建构的情境，该学习环境由情境、协作、会话和意义建构四大要素构成，其中情境是意义建构的基本条件,教师与学生之间、学生与学生之间协作和会话是意义建构的过程，本节课结合基因工程药物胰岛素的生产过程创设学习情境进行教学，充分发挥学生的主观能动性，让学生主动地参与到教学的全过程，教师适当的点拔，形成一个师生互动的教学氛围，让学生们心驰神往地投入到本节课的学习中来。 [ (5) 二、教学目标 知识目标说出基因工程的概念，三种工具酶的作用，简述基因工程基本操作程序的四个步骤。 能力目标通过对多媒体、动画观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。通过对基本概念、基本原理、的理解掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力。 情感态度与价值观关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进了生产力的提咼。W"" 三、教学重点和难点 教学重点举例说出基因工程的工具，简述基因工程的一般过程与技术。 教学难点简述基因工程的一般过程与技术。 四、教学过程 1、情境导入多媒体展示：一般临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每1OOkg胰腺只能提取出4?5g胰岛素。用这种方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能满足社会的需要。 学生思考：胰岛素是如何产生的？ 教师总结：胰岛B细胞中胰岛素基因特异性表达产生胰岛素。 但是人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？如，让微生物生产出人的胰岛素。这样既节省了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在
专题1 基因工程 ※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，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。 ﹡原理：基因重组 ﹡目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 ﹡意义：能够打破生物种属的界限（即打破生殖隔离，克服远源杂交不亲和的障碍），在分子水平上定向改变生物的遗传特性。 ﹡操作水平：DNA分子水平 【思考】： （1）基因工程的物质基础是：所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。 （2）基因工程的结构基础是：所有生物的DNA均为双螺旋结构。 （3）一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码子。 一、基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性。 （3）结果：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（回文结构特点）。 ①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。 ②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶
（1）分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类 （2）功能：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 ★两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键 ②区别：E．coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接； T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。 (3)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 （4）与DNA分子相关的酶
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概 述导学案苏教版选修3 【课标要求】 简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用 【教学目标】 1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。 2、学习运用知识解决相关问题的能力。 3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 【教学过程】 知识点 一、基因工程的诞生和发展 （一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等 （二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。包括、以及。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 二、基因工程的工具“分子手术刀”（1）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。（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。 【例1】 下列关于限制酶的说法正确的是（） A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。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”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。 【例2】 下图为DNA分子的切割和连接过程。(1)EcoRI是一种酶，其识别序列是，切割位点是与之间的键。切割结果产生的DNA片段末端形式为。(2)不同来源DNA片段结合，在这里需要的酶应是连
基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？
选修三专题一第3节基因工程的应用 一、教学目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、教学重点和难点 1.教学重点 基因工程在农业和医疗等方面的应用。 2.教学难点 基因治疗。 三、教学过程 1、转基因生物与目的基因的关系 转基因生物目的基因目的基因从何来 抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼 抗除草剂大豆抗除草剂基因 增强甜味的水果降低乳糖的奶牛 甜味基因肠乳糖酶基因 生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人 讨论： 1、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质（如教材中列举的血清白蛋白、抗凝血酶等）比工厂化生产的优越之处有哪些？（乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好； ③成本低；④易提取。） 简介：动物乳腺生物反应器 1987年美国科学家戈登（Gordon）等人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋白──tPA （组织
型纤溶酶原激活物），展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产 品的方式称为动物乳腺反应器。 为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢？这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体，合成蛋白质的能力非常强，尤其是一些经过长期的遗传改良，专门产奶的乳用动物品种，蛋白质合成能力更是惊人。一头优质奶牛，一年可产奶10 000 kg。即便是一只奶山羊，一年也可产奶2 000 kg。 动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点：①产量高，且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排出动物体外；②目标产品的质量好。动物乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力，而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等，而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力；③产品成本低；④从奶牛中提取产品，操作比较简单。 正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点，目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业，受到科学家、商界和医药界的高度重视。目前瞄准的目标医药产品有：①血液蛋白质，如表1-2所示，这些血液蛋白质有巨大的经济效益，其中利用奶牛生产的凝血酶Ⅲ已通过第三期临床实验，即将投放市场。②第二代医用蛋白质，主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白，乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白，疫苗，组织修复物等。③生产“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。 动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的，只是为了将目标产品在乳汁中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等，构建成表达载体后通过注射导入受精卵中，再将其送入母体动物内，发育成动物个体，这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。 2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？ 用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。 不同之处：为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。 操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。
1.1基因工程概述（第1课时） （一）DNA 重组技术的基本工具 编制：张统省 审核：秦磊 校对：王曼 【学习目标】 1.简述基因工程的诞生过程和发展历程； 2.简述基因工程的概念 3.举例说出基因工程的工具 【自学质疑】 一、回顾： 1．遗传的物质基础是什么？ 2．生物体遗传的基本单位是什么？ 3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4．生物的性状是怎样表达的？ 5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因 呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？ 6．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？ 二、导学 1．基因工程的概念： 2. DNA 重组技术的基本工具 来源：主要从 中分离 功能：能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列， 限制性内切酶 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷 （分子手术刀） 酸二酯键断开。 错位切 切割方式 平 切 黏性末端 切割后的DNA 末端： 平末端 功能：将切下来的DNA 片段拼接成新的DNA 分子 DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶：既能“缝合”双链DNA 片段互补的黏性末端， （分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA 片段的平末端 E ·coli DNA 连接酶：只能将双链DNA 片段互补的黏性末端连接 ①能在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制 条件：②有一个至多个限制酶切点， 基因进入受体细胞的载体 ③有特殊的遗传标记基因，便于筛选。 （分子运输车） 质粒（常用） 种类： λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 【质疑讨论】 1．什么是基因工程？ 2．、基因工程的工具酶有几种？分别是什么？ 3．基因的剪刀是什么？有什么作用特点？结果怎么样？ 4．基因的针线是什么？其主要作用是什么？ 5．基因的运输工具是什么？有什么作用？ 6．运载体必须具备的条件是什么？最常用的运载体是什么？ 7．质粒的结构是什么？质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？ 8.要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几个DNA 连接酶处理？ 质粒的特点： ①质粒是基因工程中最常用的运载体； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； ②是细菌染色体外（即拟核DNA 外） 能自我复制的小型环状DNA 分子；质粒 的大小只有普通细菌染色体的1%左右； ③存在于许多细菌及酵母菌等微生物中； 质粒的存在对宿主细胞生存没有决定性 的作用； ④质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 （自身细胞中也可） 【矫正反馈】 1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( ) A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA 连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA 连接酶 C.DNA 限制酶、RNA 连接酶、质粒 D.DNA 限制酶、DNA 连接酶、质粒 2．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ） A ．能复制 B.有多个限制酶切点 C ．具有标记基因 D ．它是环状DNA 3．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是 ①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A ．①③⑤⑦ B ．①④⑥ C ．①③⑥⑦ D ．②③⑥⑦