高中生物 6.2 基因工程及其应用知识梳理素材 新人教必修2

第2节基因工程及其应用
知识梳理
1.基因工程的原理
（1）概念：基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术。

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，加以修饰，然后放到受体细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工，需要有专门的工具。

基因的剪刀、基因的针线和基因的运载体是基因工程最基本的工具。

（2）基因操作的工具
①基因的“剪刀”——指的是限制性核酸内切酶（简称限制酶）。

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

②基因的“针线”——指的是DNA连接酶，它的作用是催化脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，形成磷酸二酯键。

③基因的运载体——将外源基因送入受体细胞，需要专门的运输工具即运载体。

目前常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。

（3）基因操作的基本步骤
第一步：提取目的基因。

有从供体细胞的DNA中直接分离基因和人工合成基因两种途径。

第二步：目的基因与运载体结合。

先用限制性内切酶分别切割质粒和目的基因，再用DNA连接酶连接二者，使切下的目的基因片段插入质粒的切口处，形成重组DNA。

第三步：将目的基因导入受体细胞。

用人工的方法（利用氯化钙处理细菌）使体外重组的DNA分子转移到受体细胞中。

第四步：目的基因的表达和检测。

利用标记基因的特性对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测，并根据受体细胞是否表现出特定的性状来判断目的基因是否表达。

2.基因工程的应用
基因转移、基因扩增等技术的应用不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域，如医药卫生、农牧业、食品工业、环境保护等方面也展示出美好的应用前景。

知识导学
1.本节的学习要把握主干知识，理清知识间的联系，使知识条理化、有序化。

基因操作工具是为基因操作的各个步骤服务的。

联系“酶的专一性”“中心法则”“碱基互补配对原则”的知识能够帮助我们更好地理解基因工程的操作步骤。

2.对基因工程的应用方面的知识，我们应该有条理地识记有关“基因工程与作物育种”“基因工程与药物研制”“基因工程与环境保护”等几个方面的成果和应用前景。

疑难突破
1.作为基因工程的运载体应该具备什么条件？
剖析：它应具有的条件是：（1）能在宿主细胞中复制并保存；（2）具有多个限制酶切点（最好每种酶切点只有一个），以便与各种外源基因连接；（3）具有某些标记基因，便于对受体细胞中是否有外源基因导入进行检测和筛选；（4）对宿主细胞的生存不会产生决定性的影响。

2.与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育种的优点有哪些？
剖析：（1）育种周期短。

(2)目的性强。

(3)克服远源杂交不亲和的障碍。

3.DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？
剖析：不是一回事。

DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个游离的核苷酸组装形成一条DNA的单链。

DNA连接酶是作用于脱糖核糖与磷酸之间的磷酸二酯键，将双链上的两个缺口（黏性末端）同时连接起来。