1.1DNA重组技术的基本工具知识点
1.1 DNA重组技术的基本工具(个人原创精品2015年)
基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与运载体DNA拼接 普通棉花(无抗虫特性) 棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性)
导入
• 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？
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、来源： 原核生物 2、作用部位： 磷酸二酯键 3、特点： 特异性--能够特异性识别DNA分子中特 定的核苷酸排列顺序，并能切开特定部 位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 P
P G A
磷酸二酯键 即脱氧核糖、磷酸之间的连接
限制性核酸内切酶作用的化学键
G A A T T C G C T T A A G C
P P
G A
磷酸二酯键
即脱氧核糖、磷酸之间 的连接
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、来源： 原核生物 2、作用部位： 磷酸二酯键 3、特点： 特异性--能够特异性识别DNA分子中特 定的核苷酸排列顺序，并能切开特定部 位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
质粒、 λ 噬菌体衍生物 、动植物病毒
Thank You!
4、末端种类： 黏性末端和平末端 5、常见的限制酶： EcoRI和SmaI
ECORⅠ限制酶的作用
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ECORⅠ限制酶的作用
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
②载体DNA必须有一个或多个限制酶切点。
③具有某些标记基因，便于进行筛选,如抗菌素的抗 性基因等。 ④质粒的存在对宿主细胞无影响。
专题一基因工程知识点汇总
专题一基因工程知识点汇总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，通过体外和，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。
由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫做。
1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。
（4）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.“分子缝合针”——(1)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。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合，但连接的之间的效率较低。
(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连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体（1）基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。
（2）现在通常使用的载体是，它是一种相对分子质量较小、独立于之外，并具有自我复制能力的 DNA分子的环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。
（3）质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以复制，也可整合细菌拟核DNA中，随着拟核DNA的复制而复制。
（4）其他载体还有和等。
（5）作为载体必须具备以下条件：①能够在宿主细胞中；②具有多个，以便与外源基因连接；③具有某些，便于进行筛选，如对抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。
课件6：1.1 DNA重组技术的基本工具
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
1、限制性核酸内切酶（限制酶）—“分子手术刀” （1）来源:主要从原核生物中分离出来。
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
1、限制性核酸内切酶（限制酶）—“分子手术刀” （2）作用
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。
六核苷酸，平端切口
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
1、限制性核酸内切酶（限制酶）—“分子手术刀” （4）结果
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
2、DNA连接酶—“分子缝合针”
与DNA有关的四种酶
酶的种类
作用底物
限制酶
DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA解旋酶
Alu I
‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥
Bam H I
‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥
四核苷酸，平端切口 六核苷酸，粘端切口
Bgl I Eco R I
‥ ‥A G A T C T ‥‥ ‥ ‥T C T A G A ‥‥
‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥
形成单链DNA
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（1）载体的作用 （2）载体需要具备的 条件 （3）常见的载体
重组质粒
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（1）载体的作用
原创6：1.1 DNA重组技术的基本工具
C TT AA G
C TT AA G
同种限制酶切
割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA
G
C TT AA G
基因的针线：DNA 连接酶
GA A T T C
C T T A AG
DNA连接酶
与DNA聚合酶 相同吗
①连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键： 磷酸二酯键（梯子的扶手）
②结果：将两个相同的未端的连接。
上
D、是非同源染色体上非等位基因的自由组合
5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。 在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的 步骤是 （ C ）
A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达
6）以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。
3）有关基因工程的叙述中，错误的（ A） A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
4）下列关于基因工程的叙述，不正确的是（ D） A、基因工程的原理是基因重组 B、运用基因工程技术，可使生物发生定向变异 C、一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子
这两种酶切的特点
限制酶的识别特点:
以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列
如：GAA TTC CTT AAG
CCC GGG GGG CCC
黏性末端
EcoRI
黏性末端
• 什么叫黏性末端？
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。
产的胰岛素在功能和 序制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶（连接酶） （3）质粒 小型环状 （双链环状、环状） （4）低 筛选 （5）氨基酸
1.1DNA重组技术的基本工具(SK)
(1)作用： 将外源基因(目的基因)送入受体细胞。 (2)种类： 质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (3)质粒的特点：
主要存在于细菌细胞中，是一种裸露的、 结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并 且具有自我复制能力的小型环状DNA分子。 注意：在基因工程操作过程中，真正被用 作运载体的质粒，都是经过人工改造的。
思考:
1、想一想，具备什么条件才能充当运载体 —“分子运输车”。 充当分子运输车必须具备以下5个条件： （1）具有一个或多个限制酶切割位点； （2）可自我复制或同步复制； （3）有特殊的标记基因； （4）对受体细胞无害； （5）大小合适。
二、基因操作的工具
1、限制性核酸内切酶(限制酶) ——“分子手術刀”
(1)來源： 主要是從原核細胞中分離純化出來的。 （酵母菌細胞中也可以分離得到）
(2)作用： 能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定 的核苷酸序列，並且使每一條鏈中 特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸 二酯鍵斷開。（具有專一性）
(3)結果： DNA分子經限制酶切割後產生兩 種末端——黏性末端和平末端。
專題1 基因工程
设想 能不能让不发光的热 带斑马鱼也能发光呢?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
热能 带发 斑荧 马光 鱼的
普通热带斑马鱼是不发荧光的
普通的大肠杆菌
能产生人胰岛素的大肠杆菌
基因工程
一、基因工程的概念
基因工程(genetic engineering)，又叫做基因拼 接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们 的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修 饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改 造生物的遗传性状。
高中生物人教版选修三同步导学：1.1 DNA重组技术的基本工具(理解+掌握+应用)
1．1DNA重组技术的基本工具1．基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间的基因重组。
2．不同生物基因能拼接在一起的理论基础是DNA分子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结构。
3．外源DNA导入受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
4．限制性核酸内切酶的作用特点是识别双链DNA分子特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割。
5．限制酶和DNA连接酶的作用部位都是两个核苷酸间的磷酸二酯键。
6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
基因工程的概念及其诞生与发展[自读教材·夯基础]1．基因工程的概念2．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的重大突破：①DNA是遗传物质的证明；②DNA双螺旋结构和中心法则的确立；③遗传密码的破译。
(2)技术发明使基因工程的实施成为可能：①基因转移载体和工具酶相继发现；②DNA合成和测序技术的发明；③DNA体外重组得到实现及重组DNA表达实验获得成功。
(3)基因工程的发展与完善：1983年，世界第一例转基因烟草培养成功，基因工程进入迅速发展阶段。
1988年PCR 技术的发明，使基因工程进一步发展和完善。
1．通过分析基因工程的概念，讨论基因工程的原理是什么。
提示：基因重组。
2．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量生产人胰岛素。
请分析人胰岛素基因能在大肠杆菌体内表达的理论基础是什么。
提示：生物共用一套遗传密码。
[跟随名师·解疑难]1．对基因工程概念的理解操作环境操作对象操作水平基本过程结果生物体外基因DNA分子水平剪切→连接→导入→表达定向地改造生物的遗传性状2．基因工程的原理和理论基础(1)原理：基因重组。
(2)理论基础：①拼接：不同生物DNA的基本组成单位相同，都是4种脱氧核苷酸；空间结构相同，都是规则的双螺旋结构。
②表达：生物界共用一套遗传密码，相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。
基因工程操作的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离出来。
1.1DNA重组技术的基本工具 (2)
专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具一、学习目标1.说出基因工程的概念。
2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3.说出DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
二、学习重点和难点1.学习重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2.学习难点：基因工程载体需要具备的条件。
三、学习过程考点一：基因工程的诞生1.实例引入，结合章首文字思考什么是基因工程？并填写下列表格：2.基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？3.哪些基础理论知识和相关科学技术的发展催生了基因工程？（1）基础理论：（2）科学技术：【即时训练】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．组织培养技术考点二：DNA重组技术的基本工具※限制性核酸内切酶——“分子手术刀”阅读教材P4—5相关内容，思考并讨论：4.DNA重组技术的基本工具有哪些？工具酶是什么？5.限制性核酸内切酶（限制酶）从哪里获得？有什么作用？有何特性？切割后会产生哪些结果？（1）来源：主要从中分离纯化出来的。
（2）特点：具有。
即能识别DNA分子的某种核苷酸序列，使中部位的两个之间的磷酸二酯键断开。
（3）作用位点：（4）作用结果：或【即时训练】下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是（）A．①②B．②③C．③④D．②④※DNA连接酶——“分子缝合针”阅读教材P5—6相关内容，思考并讨论：6. DNA连接酶的作用对象是什么？作用位点是什么？作用结果是什么（1）作用对象：（2）作用位点：（3）作用结果：将存在的两个DNA片段连接成7.两种DNA连接酶的来源和作用有何不同？（1）E.coliDNA连接酶——只能连接（2）（既能连接黏性末端又能连接）※基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”阅读教材P6相关内容，思考并讨论：8.基因工程中使用的载体有哪些？最常用的是哪一种？（1）载体种类：、、等（2）最常用的载体：9.质粒的化学本质是它存在于哪些生物体内？10.作为运载目的基因的载体必须要具备哪些条件？a.能在宿主细胞内并。
高中生物选修3知识大全
高中生物选修3知识点总结专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具1.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，因此又叫做DNA 重组技术，这种技术是在生物体外，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性。
2.基因操作的工具包括基因的“剪刀”――限制性核酸内切酶;基因的“针线”――DNA连接酶;基因的“运输工具”――运载体。
3.限制酶主要来源于原核生物。
限制酶的作用特点是能够识别DNA中某种特定的核苷酸序列，切开两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
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。
4.DNA连接酶的作用是将双链DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二脂键。
根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：T4DNA连接酶和 E.coliDNA连接酶。
5.目前基因工程中经常使用的运载体有质粒、动植物病毒和λ噬菌体的衍生物。
6.质粒是一种裸露的、结构简单、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。
7.作为基因进入细胞的载体，必须具备的条件是能在宿主细胞中复制并稳定保存、具有一至多个限制酶切点、具有某些标记基因、对宿主的生存没有决定性的作用。
1.2 基因工程的基本操作程序1.基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。
获取目的基因的途径有从基因文库中获取?、利用PCR技术扩增获得、直接人工合成。
3.PCR是利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列加以复制，使其数目呈指数方式增加。
需要的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶的作用下进行延伸，如此重复循环多次。
4.基因工程的核心是基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
《DNA重组技术的基本工具》学习要点
《DNA重组技术的基本工具》学习要点DNA重组技术是现代生物技术的基石，广泛应用于基因工程、遗传学研究、医学诊断和制药等领域。
学习DNA重组技术的基本工具是理解和掌握这一领域的重要前提。
本文将从不同角度介绍DNA重组技术的基本工具，包括重组DNA构建、质粒DNA、限制酶、DNA连接酶、DNA杂交、PCR和基因克隆等。
一、重组DNA构建：1.首先需要提取目标DNA序列，可以通过酶切、PCR等方法获取。
2.选择载体DNA，可选择质粒、噬菌体、人工染色体等。
3. 将目标DNA序列与载体DNA进行连接，可通过限制酶切割与连接、Ligase连接等方式实现。
二、质粒DNA：1.质粒是常见的DNA载体，用于将外源DNA序列导入宿主细胞中。
2.质粒具有自身复制能力和表达功能，在宿主细胞内稳定存在。
3.质粒通常包含起始子、启动子、终止子、选择标记等功能元件。
三、限制酶：1.限制酶是研究DNA重组技术的重要工具，能够识别并切割DNA序列。
2.限制酶可根据目标序列的不同，产生不同类型的切割末端，如粘性末端和平滑末端。
3.限制酶具有专一性，只在特定位置切割特定序列，具有高效、快速和准确等特点。
四、DNA连接酶：1. DNA连接酶（Ligase）是一类能够连接两个断裂的DNA链的酶。
2.DNA连接酶可将两个断裂的DNA链通过加入磷酸二酯键而连接成完整的链。
3.DNA连接酶可用于连接限制酶切割的DNA片段，构建重组DNA。
五、DNA杂交：1.DNA杂交是两条DNA链通过互补碱基配对形成双链结构的过程。
2.DNA杂交可以用于在DNA序列中寻找特定的序列或检测基因的存在与否。
3. DNA杂交可以通过引物杂交、巢式PCR、Southern blot等方法实现。
六、PCR：1.PCR（聚合酶链反应）是一种体外扩增DNA的技术，用于制备大量特定DNA序列。
2.PCR需要引物、DNA模板、dNTPs和聚合酶等原料。
3.PCR分为三个步骤：变性（解开DNA双链）、退火（引物与模板互相结合）、扩增（聚合酶合成新的DNA链）。
20-21版：1.1 DNA重组技术的基本工具（步步高）
1．1DNA重组技术的基本工具一、基因工程的概念和诞生1．基因工程的概念2．基因工程的诞生(1)理论基础①DNA是遗传物质的证明。
②DNA双螺旋结构和中心法则的确立。
③遗传密码的破译：所有生物共用一套遗传密码。
(2)技术支持①基因转移载体的发现：质粒有自我复制能力，并且可以在细胞间转移。
②工具酶的发现：陆续发现了多种限制酶、连接酶以及逆转录酶。
③DNA合成和测序技术、体外重组技术的发明和实现。
④重组DNA表达实验的成功。
(1)通过基因工程产生的变异是不定向的()(2)通过基因工程改造成的生物为新物种()(3)基因工程的原理是基因重组()答案(1)×(2)×(3)√二、基因工程操作的两种工具酶1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”来源主要来自原核生物种类约4 000种特点识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列切割特定核苷酸序列中的特定位点作用断裂特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键结果产生黏性末端或平末端2.DNA连接酶——“分子缝合针”(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(2)种类种类来源特点E·coli DNA连接酶大肠杆菌只能“缝合”具有互补黏性末端的双链DNA片段，不能“缝合”双链DNA片段的平末端T4DNA连接酶T4噬菌体既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端(1)DNA重组技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体()(2)DNA聚合酶也可以用作DNA重组技术的工具()(3)限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身有害()(4)DNA连接酶可以连接目的基因与载体的氢键，形成重组DNA()(5)E·coli连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端()(6)限制酶和解旋酶的作用部位相同()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×归纳总结与DNA相关的五种酶的比较名称作用部位作用结果限制酶磷酸二酯键将DNA切成两个片段DNA连接酶磷酸二酯键将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端DNA (水解)酶 磷酸二酯键将DNA 片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶碱基对之 间的氢键将双链DNA 分子局部解旋为单链，形成两条长链下图中的图1和图2分别表示的是Eco R Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶的作用示意图。
生物选修3第一章知识点
1.1 DNA重组技术的基本工具一、限制性核酸内切酶（限制酶）1.来源：这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的2.功能：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。
体现了限制酶的专一性3.大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4;5或者8个核苷酸组成二、DNA连接酶1.种类：（1）从大肠杆菌中分离得到E·coli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来（2）T4 DNA连接酶：既可以连接粘性末端，又可以连接平末端，但速率较慢三、载体1.种类：质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等2.注意：（1）质粒的实质是小型环状DNA分子（2）在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的3.成为载体的条件：（1）在受体细胞内能稳定保存和复制（2）具有一个或者多个限制额内切位点（3）具有标记基因，以便用于目的基因的检测与鉴定（4）对受体细胞无害（5）载体DNA大小适宜，以便于操作1.2 基因工程的基本操作顺序（原理：基因重组）一、目的基因的获取1.目的基因主要是指编码蛋白质的基因2.获取目的基因的常用方法：（1）从基因文库中获取目的基因（2）利用PCR技术扩增目的基因（3）人工合成目的基因（通过DNA合成仪）1.从基因文库中获取目的基因：（1）基因文库定义：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体均分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库（2）基因文库分类：包含了一种生物所有基因称为基因组文库只包含了一种生物的一部分基因，称为部分基因文库，如cDNA文库2.利用PCR技术扩增目的基因：（1）PCR：多聚酶链式反应（2）原理：DNA双链复制，成指数形式扩增（约为2n)（3）条件：模板DNA；DNA引物；四种脱氧核糖核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；ATP二、基因表达载体的构建：（是基因工程的核心）（1）基因表达载体的组成：目的基因，启动子，终止子，标记基因，目的基因①启动子：启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，有他才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需蛋白质终止子：终止子位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的DNA短片段②标记基因：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三、将目的基因导入受体细胞：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内持续稳定和表达的过程，称为转化1.将目的基因导入植物细胞：农杆菌转化法：农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力 T—DNA（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上基因枪法，花粉管通道法2.将目的基因导入动物细胞：显微注射技术：材料：受精卵3.将目的基因导入微生物细胞（1）用Ca2+==处理，使其成为感受态细胞（2）讲重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞融合，在一定为赌侠，促进感受态细胞吸收DNA 分子，完成转化三、目的基因的检测与鉴定检测DNA是否插入了目的基因：DNA分子杂交技术检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交1.3 基因工程的应用一、植物基因工程1.抗虫转基因植物：Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的2.抗病转基因植物3.抗逆转基因植物4.利用转基因改良植物的品质二、动物基因工程1.用于提高动物生长速度2.用于改善畜产品的品质3.用转基因动物生产药物：将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起转基因动物被称为乳腺生物发生器或乳房生物发生器4.用转基因动物做器官移植的供体：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，再结合恐龙技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官三、基因工程药物四、基因治疗：基因治疗是把正常基因导入病人体内，是该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的1.体外基因治疗2.体内基因治疗1.4蛋白质工程一、蛋白质工程崛起的原因：基因工程在原则上只能产生紫仁杰已经存在的蛋白质二、蛋白质工程的基本途径：预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（基因）基因修饰和基因合成，是第二代基因工程三、科学家通过对胰岛素的改造，已经使其成为速效性药品目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的空间高级结构，这种结构十分复杂。
高中生物选修3 DNA重组技术的基本工具知识点
高中生物选修3 DNA重组技术的基本工具知识点1．基因工程理论基础：（1）物质基础——脱氧核苷酸（2）结构基础——规则的双螺旋结构（3）传递和表达的基础——中心法则；共用一套遗传密码；碱基互补配对原则2. DNA重组技术的基本工具：（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”3. 限制性核酸内切酶：又称限制酶，主要从原核生物中分离纯化出来的。
它们能够识别双链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。
4. DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——粘性末端和平末端。
5. DNA解旋酶——断H键；DNA水解酶——切割磷酸二酯键。
6. 限制酶——形成片段DNA；DNA聚合酶——形成磷酸二酯键。
7. DNA连接酶：能够将两条DNA链连接起来的，称之为DNA连接酶。
8. DNA连接酶的来源：从大肠杆菌中分离出来的和从T4噬菌体中分离出来的。
从大肠杆菌中分离出来的称为E·coliDNA连接酶；从T4噬菌体中分离出来的称为T4DNA连接酶。
9. E·coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补的粘性末端连接起来；T4DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的粘性末端，又可以连接双链DNA片段的平末端。
10. 基因进入受体细胞的载体：用质粒作为载体，将基因送入细胞中。
11. 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。
12. 成为质粒的条件：（1）质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中。
（2）能在细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行自我复制。
（3）质粒DNA分子上有特殊的标记基因，例如：四环素抗性基因，供重组DNA 的鉴定和选择。
（4）对受体细胞无害。
原创16：1.1 DNA重组技术的基本工具
C．①②⑤
D．②④
4．作为基因的运输工具──载体，必须具备的条件之一及理由是( D )
A．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
B．具有标记基因，以便为检测目的基因的表达提供条件
C．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选
D．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
5．关于基因工程的叙述，正确的是( C ) A．基因工程是指非同源染色体上非等位基因重组 B．基因工程是指同源染色体上等位基因重组 C．基因工程是指一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上 D．基因工程是指同种生物的基因转接到同种生物的其他个体DNA上 6．下列关于限制性核酸内切酶的说法，正确的是( B ) A．限制性核酸内切酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 B．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C．不同的限制性核酸内切酶切割DNA后都会形成黏性末端 D．限制性核酸内切酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布
（2）RNA水平检测重组体 主要是检测目的基因是否能发挥其功能，即是否转录出相应的mRNA分子。
（3）从蛋白质水平进行检测： 抗原—抗体杂交。 例如，对于导入某种鱼的抗冻蛋白基因的转基因番茄，需要先通过栽培获 得果实后，再与天然产品比较，确定其是否具有了抗冻性状。
小节：
1.工具酶 “分子手术刀” ——限制性内切核酸酶 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1.1DNA重组技术的基本工具
运载体必须具备什么条件？
5、运载体DNA分子大小应适合，以便提取 和在体外进行操作，太大就不便操作。
P7：3、天然DNA分子可以直接 用作基因工程运载体吗？ 自然存在的质粒DNA分子并不完全具 备上述条件，往往都要进行人工改造 后才能用于基因工程操作。
运载体存在于许多细菌和酵母菌中，作为运载体几个条 件的具体表现： 最常用的是大肠杆菌的质粒。 独立于细菌拟核DNA之外 1、复制原点： 的一种可以自我复制、 说明能复制并能带着 双链闭环的裸露DNA分子
限制酶作用过程：
注意观察限制酶切割的部位
重播
限制酶的切点：
磷酸二酯键
磷酸和脱氧 核糖之间的 化学键
磷 酸 二 酯 键
根据限制酶作用特点分析：
P7：2、原核生物限制酶为什么不剪
切本身的DNA？
原核生物本身的DNA分子中一般不 具备这种限制酶的识别切割序列。
限制酶所识别的序列有什么特点
大多数由6个核苷酸组成，少数4、5或8个。 呈碱基互补对称，无论是奇数个还是偶数个碱 基，都可以找到一条中轴线，其两侧的双链 DNA上的碱基是反向对称重复排列的。
GAA TTC CTT AAG
CCAGG GGTCC
中轴线两侧分别切开
（大肠杆菌)
黏性末端
(粘质沙雷氏菌)
序列中轴线处切开
平末端
将切下来DNA片段拼接成新的DNA分子， 可用什么酶？
二、DNA连接酶——”分子缝合针 “
DNA连接酶的作用过程
探讨1：DNA连接酶连接的是什么部位？
限制酶切割后有两种结果：黏性末 端或平末端。恢复它们的连接时， 所用DNA连接酶是否可以不加选择？
”
一、限制酶——”分子手术刀 “
基因工程知识点
专题１基因工程1.1 DNA 重组技术的根本工具１．基因工程又叫 DNA 重组技术，是指依据人们的梦想，进行严格的设计，并经过体外 DNA 重组和转基因等技术，给予生物以新的遗传特征，从而创建出更切合人们需要的新的生物种类和生物产品。
操作水平是 DNA 分子水平，操作环境是在体外。
２．“分子手术刀〞──限制性核酸内切酶。
这种酶主假如从原核生物中分离纯化出来的。
迄今已从近 300 种微生物中分离出了约 4000 种限制酶。
能够辨别双链 DNA分子的某种特定核苷酸序列；切开两个两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成黏性尾端或平尾端。
３．“分子缝合针〞──DNA 连结酶。
将切下来的 DNA片段拼接成新的 DNA分子，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
种类： 1〕E.coli DNA连结酶：只好将双链 DNA片段互补的粘性尾端之间连结起来 2〕T4 DNA连结酶：既能够“缝合〞双链 DNA片段互补的粘性尾端，又可以“缝合〞双链 DNA片段的平尾端，但连结平尾端之间的效率比较低４．“分子运输车〞──基因进入受体细胞的载体。
作为载体的必需条件：能自我复制、有切割位点、有遗传标志基因等。
载体的种类：细菌质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒1.2 基因工程的根本操作程序１．基因工程的根本操作步骤主要包含：目的基因的获得；基因表达载体的建立；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与判定。
２. 目的基因的获得方法：从基因文库中获得、利用 PCR 提取目的基因、人工合成法。
是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。
原理 DNA 双链复制。
条件：模板 DNA ；RNA 引物；四种脱氧核苷酸；热稳固 DNA 聚合酶〔 Taq 酶〕。
方法： DNA受热变性解旋为单链、冷却后 RNA引物与单链相应互补序列联合、DNA聚合酶作用下延长合成互补链。
4．基因表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳固存在；能够遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。
《DNA 重组技术的基本工具》 知识清单
《DNA 重组技术的基本工具》知识清单DNA 重组技术是现代生物技术的核心之一，它让我们能够按照自己的意愿对生物的遗传物质进行改造和重组，从而实现对生物性状的精准调控和创新。
要实现 DNA 重组，就离不开一系列基本工具，下面让我们来详细了解一下这些重要的工具。
一、限制性核酸内切酶（简称限制酶）限制酶是能够识别特定核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子的酶。
1、来源限制酶主要来源于原核生物，原核生物可以利用限制酶来抵御外来DNA 的入侵。
2、作用特点具有特异性，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、切割方式（1）错位切：产生的是黏性末端。
（2）平切：产生的是平末端。
4、作用结果产生 DNA 片段末端。
不同的限制酶识别的核苷酸序列和切割位点不同，这为 DNA 重组提供了多种可能性。
二、DNA 连接酶DNA 连接酶的作用是将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来。
1、种类（1）E·coli DNA 连接酶：只能连接黏性末端。
（2）T4 DNA 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相对较低。
2、作用部位连接磷酸二酯键。
DNA 连接酶就像是“胶水”，将被切割开的 DNA 片段重新连接起来，形成一个完整的 DNA 分子。
三、载体载体是将目的基因送入受体细胞的“运输工具”。
1、作用（1）携带目的基因进入受体细胞。
（2）在受体细胞中稳定保存并复制，从而使目的基因能够大量表达。
2、具备的条件（1）能在受体细胞中稳定保存并大量复制。
（2）具有一个或多个限制酶切割位点，以便插入目的基因。
（3）具有标记基因，便于筛选含有目的基因的受体细胞。
3、种类（1）质粒：是一种小型的环状 DNA 分子，是基因工程中最常用的载体。
（2）λ噬菌体的衍生物。
（3）动植物病毒。
以质粒为例，它通常含有抗生素抗性基因作为标记基因，当受体细胞在含有相应抗生素的培养基中能够生长，就说明其可能已成功导入了含有目的基因的质粒。
《DNA 重组技术的基本工具》 知识清单
《DNA 重组技术的基本工具》知识清单DNA 重组技术是现代生物技术的核心之一，它使得我们能够按照人类的意愿对生物的遗传信息进行改造和重组。
要实现这一目标，离不开一系列的基本工具。
下面就让我们来详细了解一下这些重要的工具。
一、限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶是能够识别特定核苷酸序列，并在特定切点切割DNA 分子的酶。
它就像是一把精准的“分子剪刀”，能够在 DNA 链上找到特定的位置并进行切割。
限制酶的作用特点具有高度的特异性。
它们能够识别双链 DNA 分子中特定的核苷酸序列，通常这些序列具有回文结构。
比如 EcoRI 限制酶识别的序列是 GAATTC，并且在 G 和 A 之间进行切割。
限制酶的种类繁多，根据其来源不同，可以分为不同的类型。
不同的限制酶切割 DNA 后产生的末端也有所不同，主要分为黏性末端和平末端两种。
黏性末端是指在切割后产生的 DNA 片段的末端具有单链突出部分，就像“黏糊糊”的小尾巴；平末端则是指切割后产生的末端是平齐的。
限制酶在 DNA 重组技术中的作用至关重要。
通过使用特定的限制酶切割目的基因和载体，能够获得具有相同黏性末端或平末端的 DNA 片段，为后续的连接反应做好准备。
二、DNA 连接酶有了“剪刀”将 DNA 分子切割开，还需要“胶水”将它们连接起来，这就是 DNA 连接酶的作用。
DNA 连接酶能够将两个具有相同末端的 DNA 片段连接在一起，形成一个完整的 DNA 分子。
它能够催化磷酸二酯键的形成，从而将断开的 DNA 链重新连接起来。
常见的 DNA 连接酶有两种：E·coli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。
E·coli DNA 连接酶只能连接黏性末端，而 T4 DNA 连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端，但连接平末端的效率相对较低。
在 DNA 重组技术中，DNA 连接酶将切割好的目的基因和载体连接起来，构建成重组 DNA 分子。
第一节DNA重组的基本操作工具
随堂练习：
1、关于限制酶的说法中，正确的是（ ） A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键 C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割 外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中
答案：C
2. （多选）有关基因工程的叙述中，错误的是 A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性 状，培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体
限制酶
限制性核酸内切酶
• 主要是从 原核生物中分离纯化出来 的一种酶 。 • 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 磷酸二酯键 间的 • 断开。 黏针” —— DNA连接酶
E· coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 磷酸二酯键
子的某种特定的核苷酸序列，并在使 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。
作用结果： 黏性末端
平末端
1 2
G A A T T C G
C T T A A G C
3 4
1.双链DNA分子的某 种特定的核苷酸序列 2.特定部位的两个核 苷酸之间的磷酸二 酯键
5
A
1
磷 酸 二 酯 键
4
3 2
• 大肠杆菌的质粒： 最常用的质粒 是大肠杆菌的质粒， 其中常含有抗药基 因，如四环素的标 记基因。质粒的存 在与否对宿主细胞 生存没有决定性作 用，但复制只能在 宿主细胞内成。
质粒的特点
1 细胞染色体（或拟核 DNA 分子）外能自主复制 的小型环状DNA分子； 2 质粒的存在对宿主细胞 无影响； 3. 质 粒 的 复 制 只 能 在 宿 主细胞内完成。
DNA重组技术的基本工具知识点优秀版
DNA重组技术的基本工具知识点优秀版1、（a）基因工程的诞生（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，通过技术，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。
基因工程是在水平上进行设计和施工的，又叫做。
2、（a）基因工程的原理及技术原理：基因重组技术：（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶）的比较：(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4①相同点：都缝合键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的DNA连接酶能缝合，但连接平末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4的之间的效率较。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中。
②具有限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于，并具有能力的双链 DNA分子。
（3）其它载体：一．知识网络 概念：又叫DNA 重组技术，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来源：主要从原核生物分离纯化限制性核酸内切酶（限制酶） 作用：识别双链DNA 中某种特定的核苷酸序列，并使特定部位的磷酸二酯键断开结果：产生黏性末端或平末端 基 来源：大肠杆菌 本 作用 ：连接黏性末端 工 来源：T 4 噬菌体 具 作用：可连接两种末端 常用载体：质粒 能在受体细胞中复制并稳定保存基因进入受体细胞的载体 必备条件 具有一至多个限制酶切点（“分子运输车”） 具有标记基因E ·coliDNA 连接酶 T 4 DNA 连接酶（“分子手术刀”） DNA 连接酶“分子缝合针” 基因工程高考生物知识点之基因突变和基因重组一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症⑴症状红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型，导致红细胞不能顺利通过毛细血管聚集在一起，红细胞破裂（溶血），造成贫血。
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1.1DNA重组技术的基本工具
1、（a）基因工程的诞生
（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，通过技术，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。
基因工程是在水平上进行设计和施工的，又叫做。
2、（a）基因工程的原理及技术
原理：基因重组
技术：（一）基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——
（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有
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：
和。
2.“分子缝合针”——
DNA连接酶）的比较：
(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T
4
①相同点：都缝合键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的
DNA连接酶能缝合，但连接平末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T
4
的之间的效率较。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——
（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中。
②具有
限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立
于，并具有能力的双链 DNA分子。
（3）其它载体：
一．知识网络 概念：又叫
DNA 重组技术，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
来源：主要从原核生物分离纯化
限制性核酸内切酶（限制酶） 作用：识别双链DNA 中某种特定的核苷酸序列，并使特
定部位的磷酸二酯键断
开
结果：产生黏性末端或平末端 基 来源：大肠杆菌 本 作用 ：连接黏性末端 工 来源：T 4 噬菌体 具 作用：可连接两种末端 常用载体：质粒 能在受体细胞中复制并稳定保存
基因进入受体细胞的载体 必备条件 具有一至多个限制酶切点
（“分子运输车”） 具有标记基因
E ·coliDNA 连接酶 T 4 DNA 连接酶
（“分子手术刀”） DNA 连接酶
“分子缝合针” 基
因工程。