第六单元 第35课时 基因工程
高中生物基因工程教案
高中生物基因工程教案课时：2节课教学目标：1. 理解基因工程的概念和基本原理；2. 了解基因工程在生物学、医学和农业领域的应用；3. 掌握基本的基因工程技术和方法；4. 能够分析基因工程对社会、经济和环境的影响。
教学重点：1. 基因工程的概念和原理；2. 基因工程在生物学、医学和农业领域的应用；3. 基因工程的技术和方法。
教学难点：1. 基因工程的伦理和社会问题；2. 基因工程对环境的影响。
教学方法：1. 讲授结合示范实验；2. 小组讨论；3. 视频展示。
教学内容：第一节课：1. 什么是基因工程？2. 基因工程的基本原理；3. 基因工程在生物学、医学和农业领域的应用。
第二节课：1. 基因工程的技术和方法；2. 基因工程的伦理和社会问题；3. 基因工程对环境的影响。
教学活动：第一节课：1. 讲授基因工程的概念和原理；2. 展示基因工程在医学领域的应用案例；3. 分组讨论基因工程在农业领域的应用。
第二节课：1. 基因工程技术和方法的讲解；2. 观看相关基因工程技术的实验视频；3. 小组讨论基因工程的伦理和社会问题。
作业安排：1. 阅读相关基因工程的文献资料，总结基因工程的优势和局限性；2. 撰写一篇文章，探讨基因工程在未来的发展方向。
教学资源：1. 教科书《生物学基础》；2. 互联网资料；3. 实验室设备和材料。
评价方式：1. 课堂表现；2. 作业质量；3. 专题报告。
教学反思：基因工程作为生物技术领域的重要内容，对学生开展基因工程的相关知识和技术培训是十分必要的，同时要引导学生正确看待基因工程的伦理、社会和环境问题，并将基因工程技术应用到实际生活中，促进学生的综合素质和创新能力的培养。
基因工程课后习题答案
2．质粒DNA和病毒（噬菌体）DNA作为载体的主要特征是什么为外源基因提供进入受体细胞的转移能力；为外源基因提供在受体细胞中的复制能力或整合能力；为外源基因提供在受体细胞中的扩增和表达能力；具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点，具有合适的选择标记3．如何理解质粒的不相容性及其在DNA重组克隆过程中的运用意义质粒的不相容性：具有相同或相似复制子结构及调控模式的两种不同的质粒不能稳定存在于同一受体细胞内.4．列举表达质粒、穿梭质粒、探针质粒和cos质粒的不同用途表达质粒:在多克隆位点的上下游分别装有两套转录效率较高的启动子、合适的核糖体结合位点序列（SD）序列以及强有力的终止子结构，使得克隆在合适位点上的任何外源基因均能在受体细胞中高效表达。
穿梭质粒：质粒分子上含有两个亲缘关系不同的复制子以及相应的选择性标记，能在两种不同的受体细胞中复制并检测。
探针质粒：用来筛选克隆基因的表达调控元件。
通常含有报告基因，但缺少相应的调控序列（如启动子或终止子），只有含有启动子或终止子的调控序列被克隆进入载体后，报告基因才能别表达，表达量的大小直接反应了克隆进入的调控元件的强弱。
cos质粒：人工构建的含有λDNA的cos位点序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。
具有大的装载量，可以用于构建基因组文库。
5． II类限制性核酸内切酶的主要酶学特征是什么分子量较小的单体蛋白，双链识别和切割活性仅需Mg2+，识别位点为4-6个bp的回文序列，切割位点在识别序列中或靠近识别序列7． KLenow酶与大肠杆菌DNA聚合酶I在结构和功能上的主要区别DNA聚合酶I包括大片段(klenow片段)和小片段功能上：DNA聚合酶I比klenow酶多了5’→3’核酸外切酶活性，两者都具有5’→3’DNA聚合酶活性和3’→5’核酸外切酶活性。
8．影响限制性核酸内切酶活性的主要因素有哪些？温度、盐度等物理因素，DNA样品纯度，DNA甲基化程度，限制性核酸内切酶的缓冲液性质，甘油和微量的金属离子会抑制限制性内切酶的活性9.如何理解粘性末端比平头末端更容易连接在退火条件下，粘性末端的连接为分子内反应，平头末端是分子间反应，平头末端的连接反应更加复杂，速度也慢。
2015届《学海导航》高考生物一轮同步训练：第35讲 基因工程
选修3 现代生物科技专题第35讲 基因工程1.(2013·长沙县一中月考)切取某动物合成生长激素的基因，用某方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而使鲇鱼比同类个体大了3～4倍，此项研究遵循的原理是( )A ．基因突变 DNA →RNA →蛋白质B ．基因工程 DNA →RNA →蛋白质C ．细胞工程→RNA →蛋白质D ．基因重组 →RNA →蛋白质2.现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA 分子，用限制性核酸内切酶Eco RI 酶切后得到的DNA 分子仍是1000bp ，用Kpn Ⅰ单独酶切得到400bp 和600bp 两种长度的DNA 分子，用Eco RI 、Kpn Ⅰ同时酶切后得到200bp 和600bp 两种长度的DNA 分子。
该DNA 分子的酶切图谱正确的是( )3.(2013·长沙市高三月考)基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。
已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—GGATCC —↓ ，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—GATC —↓。
根据图示判断下列操作正确的是( )A ．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割B ．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割C ．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割D ．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割4.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA 序列注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA 序列与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵A．①②B．②③C．③④D．④①5.科学家将β-干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了β -干扰素的抗病毒活性，并且提高了储存稳定性。
该生物技术为() A．蛋白质工程B．基因工程C．基因突变D．细胞工程6.(2013·江苏卷改编)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。
外源基因的表达
小节
外源基因的转录系统
蛋白质的翻译系统
基因表达载体
复制子 选择标记
*
4.3.1 重组异源蛋白在大肠杆菌中不稳定的原因
4.3 宿主菌
1
大肠杆菌缺乏复杂的翻译后加工和蛋白质折叠系统
2
大肠杆菌不具备类似真核细胞的亚细胞结构和表达产物稳定因子。
3
大量的异源重组蛋白在大肠杆菌细胞中形成高浓度的微环境，导致蛋白质分子之间的作用增强。
*
终止子
2.4 衰减子 转录终止的位置 分为本征终止子和依赖终止信号的终止子两类。 调节转录的起始和终止. Trp操纵子
1
2
第三节 外源基因表达系统
3.1 定义 外源基因表达系统：泛指目的基因与表达载体重组后，导入合适的受体细胞，并能在其中有效表达，产生目的基因产物（目的蛋白）。
*
3.2 种类
*
起始密码子是翻译的起始位点，通常为AUG（ATG），编码甲硫氨酸（MET），是首选的起始密码子。 GUG、UUG：有极少数生物利用。
翻译起始密码子
③翻译终止密码子
翻译终止密码子：能使核糖体从mRNA模板上脱落下来，终止蛋白质的翻译过程。 在大肠杆菌中，新合成的多肽链的释放由RF1和RF2两个释放因子所调控。 RF1识别终止密码UAA和UAG， RF2识别终止密码UAA和UGA 由于UAA同时为两个释放因子所识别，一般被选作翻译的终止密码。 通常将几个终止密码串连在一起，以保证翻译的有效终止。
启动子和终止子：因宿主的不同而有差别，往往在不同的宿主中表达的效率也不一样，特别是原核生物和真核生物宿主间完全不同，相互间不能通用。
1
2
*
①启动子
外源目的基因转录的起始是基因表达的关键步骤。
高中生物选修基因工程教案
高中生物选修基因工程教案教学目标：1. 了解基因工程的基本概念和原理；2. 掌握基本的基因工程技术和方法；3. 了解基因工程在农业、医学等领域的应用；4. 培养学生的创新意识和实验能力。
教学内容：1. 基因工程的概念和发展历史；2. 基因工程的基本原理和技术；3. 基因工程的应用领域；4. 基因工程的伦理和风险问题。
教学步骤：第一课时：基因工程概念和原理1. 介绍基因工程的定义和发展历史；2. 讲解基因工程的基本原理和技术，如基因克隆、PCR等；3. 展示基因工程实验室和设备。
第二课时：基因工程技术和方法1. 介绍基因工程常用的技术和方法，如DNA重组、转基因等；2. 演示基因工程实验操作流程；3. 组织学生进行基因工程实验操作实践。
第三课时：基因工程在农业领域的应用1. 介绍基因工程在农业领域的应用，如转基因作物的开发和种植；2. 分析转基因作物的优势和劣势；3. 讨论基因工程对农业发展的影响。
第四课时：基因工程在医学领域的应用1. 介绍基因工程在医学领域的应用，如基因治疗和干细胞技术；2. 探讨基因工程在医学领域的潜在价值和挑战；3. 分析基因工程对医学进步的影响。
第五课时：基因工程的伦理和风险问题1. 讨论基因工程所涉及的伦理和道德问题；2. 分析基因工程可能存在的风险和挑战；3. 引导学生思考基因工程的未来发展方向。
教学评估：1. 学生课堂表现和参与度；2. 学生基因工程实验操作的能力和独立思考能力；3. 学生对基因工程应用和伦理问题的分析和思考能力。
教学资源：1. 教科书《高中生物选修基因工程》；2. 实验室设备和材料；3. 互联网和多媒体资源。
教学反思：通过本节课程的学习，学生不仅可以对基因工程有一个全面的了解，还可以培养其实验能力和创新意识。
同时，也能够引导学生思考科技发展所涉及的伦理和道德问题，培养学生正确的价值观和社会责任感。
愿本课程能激发学生对生物科学的兴趣，为其未来的学习和发展奠定基础。
高中生物 第六章基因重组与基因工程
第六章基因重组与基因工程教学大纲要求1.熟悉基因工程、基因文库、载体、限制性核酸内切酶、PCR等概念；2.掌握以质粒为载体进行DNA克隆的基本过程；3.了解重组DNA技术在医学上的应用。
教材内容精要一、自然界的基因转移和重组自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的，它是基因变异和物种演变、进化的基础。
基因重组的方式有：接合作用、转化、转导、转座。
1．接合作用(Conjugation) 当细胞(细菌)与细胞(细菌)相互接触时，质粒DNA就可从一个细胞(细菌)转移到另一个细胞(细菌)。
2．转化与转导作用(1)转化作用(Transformation)：由外源性DNA导入宿主细胞，并引起生物类型改变或使宿主细胞获得新的遗传表型的过程，称为转化作用。
(2)转导作用(Transduction)：当病毒从被感染的(供体)细胞释放出来，再次感染另一(受体)细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组称为转导作用。
3．转座(转位)(Transposition) 可移动的DNA序列包括插入序列和转座子。
故由插入序列和转座子介导的基因转移或重排称转座。
转座是指一个或一组基因从一个位置转到基因组的另一个位置。
可分为插入序列(insertionsequenceIS)转座和转座予(transposons)转座。
4．基因重组不同DNA分子间发生的共价连接称基因重组。
基因重组有两种类型：位点特异的重组(sitespecial recombmatlon)和同源重组(homologous recomblnation)。
二、重组DNA技术’1．重组DNA技术的相关概念(1)DNA克隆：克隆(Clone)就是来自同一个体的相同的集合。
DNA克隆（DNA clone）：应用酶学方法在体外将目的基因与载体DNA结合成一具有自我复制能力的重组DNA分子，通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增，提取获得大量同一DNA分子的过程。
2015届《学海导航》高三生物一轮总复习配套课件：第35讲 基因工程
2．载体——分子运输车 (1)作用 ①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)条件 ①有复制原点，能在宿主细胞内稳定保存并大量复 制。 ②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因的插入。 ③具有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定与选择。
(3)种类 ①质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子。 ②λ噬菌体的衍生物。 ③动植物病毒。
一、基因工程的应用
二、乳房生物反应器与工程菌生产药物的比较
三、基因治疗的类型的比较
【例5】采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受 精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于 该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是( B 子氨基酸数目相等 B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组 DNA分子导入羊的受精卵 C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细 胞，而不存在于其他体细胞中 D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以 DNA分子的一条链为模板合成mRNA ) A．人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目与凝血因
(5)基因工程中除质粒外，____________和 ____________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能 直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是 ________________________________。
解析：本题着重考查基因工程方面的知识。限制性核 酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，即平末端 和黏性末端。两种不同酶切割之后为便于连接，所产生的 黏性末端必须相同。大肠杆菌连接酶可以连接黏性末端， T4DNA连接酶可以连接两种末端。反转录是以mRNA为模 板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，然后再利 用PCR技术进行大量扩增。基因工程中可以选用质粒、噬 菌体、动植物病毒做载体。当受体细胞是细菌时，为了增 大导入的成功率，常用Ca2 处理，得到感受态细胞，此时
高考生物一轮复习目录
第一单元走近细胞和组成细胞的分子第1讲走近细胞第2讲组成细胞的元素及无机化合物第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质第4讲遗传信息的携带者——核酸细胞中的糖类和脂质第二单元细胞的结构与物质的输入与输出第5讲细胞膜-—系统的边界生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜的运输方式第6讲细胞器——系统内的分工合作第7讲细胞核——系统的控制中心第8讲物质跨膜运输的实例第三单元细胞的能量供应和利用第9讲降低化学反应活化能的酶第10讲细胞的能量“通货”--ATP及其主要来源——细胞呼吸第11讲能量之源——光合作用第四单元细胞的生命历程(含减数分裂和受精作用）第13讲细胞的增殖第14讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变第15讲减数分裂和受精作用第五单元遗传的基本定律第16讲孟德尔的豌豆杂交实验(一）第17讲孟德尔的豌豆杂交实验（二）第18讲基因在染色体上和伴性遗传第六单元遗传的物质基础第19讲DNA是主要的遗传物质第20讲DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片断第21讲基因指导蛋白质的合成及基因对性状的控制第七单元生物变异、育种和进化第22讲基因突变和基因重组第23讲染色体变异第24讲人类遗传病第25讲从杂交育种到基因工程第26讲现代生物进化理论第八单元生命活动的调节与免疫第27讲人体的内环境与稳态第28讲通过神经系统的调节第29讲通过激素的调节神经调节与激素调节的关系第30讲免疫调节第31讲植物的激素调节第九单元生物与环境第32讲种群的特征和数量的变化第33讲群落的结构和演替第34讲生态系统的结构第35讲生态系统的能量流动和物质循环第36讲生态系统的信息传递和稳定性第37讲生态环境的保护选修一生物技术实践第1讲传统发酵技术的应用第2讲微生物的培养与应用第3讲植物的组织培养技术及DNA和蛋白质技术第4讲酶的研究与应用及植物有效成分的提取选修三现代生物科技专题第1讲基因工程第2讲细胞工程第3讲胚胎工程第4讲生物技术的安全性和伦理问题第5讲生态工程。
2021届山东省高考生物一轮复习作业：35 基因工程(Ⅱ)基因工程的原理与应用
课时作业(三十五)基因工程(Ⅱ)基因工程的原理与应用[基础练]1．(2019·江苏扬州期末考试)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是()A．用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．序列—CATG↓—和—G↓GA TCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D．T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接B[用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开，A错误；限制酶识别序列越短则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；序列—CATG↓—和—G ↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，其中只有T4DNA连接酶可以连接平末端，D错误。
] 2．(2019·江苏南通模拟)科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入双子叶植物番茄中，使番茄的耐寒能力大大提高。
在培育转基因番茄的过程中，下列操作不合理的是() A．可用PCR技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因B．利用选择培养基对构建的基因表达载体直接进行筛选C．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞D．在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄植株B[ 基因工程中获取目的基因的方法包括从基因文库中获取、PCR技术扩增或人工合成(如逆转录法获得目的基因)，A正确；构建的基因表达载体不可直接在选择培养基上进行筛选，需要先导入受体细胞中再进行筛选，B错误；将目的基因导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法，C正确；可利用低温条件对已导入抗冻蛋白基因的番茄植株进行个体生物学水平的检测，筛选出抗冻蛋白基因成功表达的番茄植株，D正确。
]3．(2019·湖北孝感七校教学联盟期中考试)基因工程中，受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不相同，下列受体细胞与导入方法匹配错误的是()选项受体细胞导入方法A 棉花细胞花粉管通道法B 大肠杆菌农杆菌转化法C 羊受精卵显微注射技术D 玉米细胞基因枪法B[粉管通道法将目的基因导入棉花细胞，A正确；将目的基因导入大肠杆菌细胞常用的导入方法是感受态细胞法，B错误；常用显微注射技术将目的基因导入动物受精卵中，C正确；玉米是单子叶植物，常用基因枪法将目的基因导入玉米细胞内，D正确。
基因工程智慧树知到课后章节答案2023年下济宁学院
基因工程智慧树知到课后章节答案2023年下济宁学院济宁学院第一章测试1.基因工程操作的四个必要条件是（）①供体② 受体③ 载体④ 抗体⑤ 配体⑥工具酶A:②③④⑤B:①②③⑥C:①③④⑥D:②④⑤⑥答案:①②③⑥2.采用原核细胞表达系统的优点之一是可以与下面什么过程直接相连（）A:发酵工程B:转基因动物C:基因治疗D:转基因植物答案:发酵工程3.外源基因(或DNA片段)插入到某一基因内的位点后，这个基因不再有任何功能。
（）A:对 B:错答案:错4.基因治疗的载体采用下列哪种载体比较合适？（）A:逆转录病毒B:Ti 质粒C:噬菌体D:质粒 pBR322答案:逆转录病毒5.就像对培养中的鼠胚性干细胞进行遗传操作获得突变鼠一样，用DNA转染培养中的单个植物细胞，能够创造转基因植物。
（）A:对 B:错答案:对第二章测试1.提取天然DNA时关系到能否提取到DNA以及DNA得率高低和质量的关键步骤是（）A:裂解细胞B:分离和抽提DNAC:准备生物材料D:DNA纯化与检测分析答案:裂解细胞2.关于碱解法分离质粒DNA，下面说法正确的是（）A:溶液Ⅱ的作用是使DNA变性B:质粒DNA分子小，所以没有变性，染色体变性后不能复性C:溶液l的作用是悬浮菌体D:溶液Ⅲ的作用是使DNA复性答案:溶液Ⅱ的作用是使DNA变性;溶液l的作用是悬浮菌体;溶液Ⅲ的作用是使DNA复性3.用碱法分离质粒DNA时，染色体DNA之所以可以被除去，主要是因为（）A:染色体DNA分子量大，而不能释放B:染色体变性后来不及复性C:染色体DNA断成了碎片D:染色体未同蛋白质分开而沉淀答案:染色体变性后来不及复性4.从细胞或组织中分离DNA时，常用蔗糖溶液，目的是（）A:抑制核酸酶的活性B:加速蛋白质变性C:有利于细胞破碎D:保护DNA，防止断裂答案:保护DNA，防止断裂5.碱法和煮沸法分离质粒DNA的原理是不相同的。
（）A:对 B:错答案:错第三章测试1.Ⅱ型限制性内切核酸酶（）A:限制性识别非甲基化的核苷酸序列B:仅有内切核酸酶活性，甲基化酶活性由另外一种酶提供C:有外切核酸酶和甲基化酶活性D:有内切核酸酶和甲基化酶活性且经常识别回文序列答案:仅有内切核酸酶活性，甲基化酶活性由另外一种酶提供2.迄今所发现的限制性内切核酸酶既能作用于双链DNA，又能作用于单链DNA。
人教版高中选修生物基因工程的应用PPT
基因诊断技术在什么方面发展迅速？
在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前 已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。
举例
1）β—珠蛋白的DNA探针 → 镰刀状细胞贫 血症
2）苯丙氨酸羧化酶基因探针 → 苯丙酮尿症 3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备 的DNA探针 → 白血病
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（3）自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。
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基因诊断：
也称为DNA诊断或基因探针技术，即在 DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的 疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光 分子等标记的DNA分子；
原 理：利用DNA分子杂交原理。
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基因探针：
基因探针就是一段与目的基因或DNA 互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因， 或基因的一部分；可以是DNA本身，也可 以是由之转录而来的RNA。
基因工程与环境污染治理
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多 种污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程 培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。 有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
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畅想
2、假如你拥有了基因工程技术，你最想用 于哪方面？如何操作？
人教版高中选修生物基因工程的应用P PT
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人教版高中选修生物基因工程的应用P PT
提高生长速度
比较：普通鲤鱼和转生长激素基因鲤鱼
比较：混有激素的饲料饲养鲤鱼 导入生长激素基因的转基因鲤鱼
人教版高中选修生物基因工程的应用P PT
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人教版高中选修生物基因工程的应用P PT
基因工程答案
1.PCR反应的引物有何种要求?PCR引物设计时需注意哪些方面？ (15 分)PCR (Polymerase Chain Reaction)是聚合酶链式反应的简称。
PCR反应对引物的要求是：1.浓度一般为0.1〜0.5^mol/L,浓度过高会引起错配和非特异扩增，浓度过低则得不到产物或产量过低。
2.引物长度一般18〜30个碱基，引物过长或过短都会降低特异性。
3.3’末端一定要与模板DNA配对，末位碱基最好选用C、Go4.引物G+C约占45〜55%，碱基应尽量随机分布，避免嘧啶或嘌吟堆积，两引物之间不应有互补链存在，不能与非目的扩增区有同源性。
注意事项：1.引物最好在模板cDNA的保守区内设计。
DNA序列的保守区是通过物种间相似序列的比较确定的。
在NCBI上搜索不同物种的同一基因，通过序列分析软件(比如DNAman)比对(Alignment)，各基因相同的序列就是该基因的保守区。
2.引物长度一般在18~30碱基之间。
引物长度(primer length)常用的是18-27 bp，但不应大于38,因为过长会导致其延伸温度大于74°C，不适于Taq DNA聚合酶进行反应。
3.引物GC含量在45〜55%之间，Tm值最好接近72C。
GC含量(composition)过高或过低都不利于引发反应。
上下游引物的GC含量不能相差太大。
另外，上下游引物的Tm值(melting temperature)是寡核苷酸的解链温度，即在一定盐浓度条件下，50%寡核苷酸双链解链的温度。
有效启动温度，一般高于Tm值5~10C。
若按公式Tm= 4 (G+C) +2 (A+T)估计引物的Tm 值，则有效引物的Tm为55~80C，其Tm值最好接近72C以使复性条件最佳。
4.引物3’端要避开密码子的第3位。
如扩增编码区域，引物3’端不要终止于密码子的第3位，因密码子的第3位易发生简并，会影响扩增的特异性与效率。
5.引物3’端不能选择A，最好选择To引物3’端错配时，不同碱基引发效率存在着很大的差异，当末位的碱基为A时，即使在错配的情况下，也能有引发链的合成，而当末位链为T时，错配的引发效率大大降低，G、C错配的引发效率介于A、T之间，所以3’端最好选择To6.碱基要随机分布。
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解析
答案
质粒存在于许多细菌以及 酵母菌等生物中 ,是细胞染 色体外能够自主复制的很 小的环状 DNA分子 ,在病 毒、动植物细胞中是不存 在的 ,故 A错误；细菌的基 因除少部分在质粒上外 ,大 部分在拟核中的 DNA分子 上 ,故 B错误。
回扣基础
突破考点 检测落实 练出高分
解析
答案
)
A.用限制性内切酶切割烟草花叶
突破考点·提炼技法
2.(2010· 浙江理综 ,2)在用基因工程技 术构建抗除草剂的转基因烟草过 程中 ,如下列操作错误的是( 病毒的核酸 B.用 DNA连接酶连接经切割的抗 除草剂基因和运载体 C.将重组 DNA分子导入烟草原生 质体 D.用含除草剂的培养基筛选转基 因烟草细胞
回扣基础
突破考点
解析
答案
本题考查通过基因工程产生转基 因植物的过程。用基因工程技术 构建抗除草剂的转基因烟草过程 中 ,用同种限制性内切酶分别切割 烟草的运载体和抗除草剂的基因 , 因限制性内切酶切割的是 DNA, 而烟草花叶病毒的遗传物质为 RNA。构建基因的表达载体完成 后将其导入烟草细胞内 ,最后还需 要将其放入含除草剂的培养基中 进行筛选 ,选出抗除草剂的细胞进 行植物组织培养。
回扣基础
突破考点 检测落实 练出高分
突破考点·提炼技法
⑥切割结果：产生两个相同的黏性末端。 (2)基因的针线——DNA连接酶 ①连接部位：不同DNA分子的两个相同的黏性末端。 ②连接方式：通过形成3′,5′－磷酸二酯键将黏性末端连接 起来。
回扣基础
突破考点 检测落实 练出高分
突破考点·提炼技法
(3)基因的运输工具 ——运载体
(1)基因治疗 ①原理：把健康的外源基因导入含有基因缺陷的细胞中 ,因此 病人细胞中既含有缺陷基因 ,又含有健康基因。 ②结果：健康基因的表达掩盖了缺陷基因的表达。 (2)基因诊断 ①原理： DNA分子杂交。 ②过程： a.制备用放射性同位素 (如32P)、荧光分子等标记的 DNA(疾病DNA)分子探针。 b.待测DNA：患者 DNA制成单 链。 c.让两者进行杂交 ,若两者能进行互补配对 ,则说明患者患 有此病 ,若两者不能进行互补配对 ,则患者无此病。
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2.基因工程的操作工具 (1)基因的剪刀 ——限制性内切酶 ①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 ②化学本质：蛋白质。 催化作用，所以可重复利用 ③作用可用于 DNA的切割获取目的基因和运载体的 切割 ④作用特点：特异性 ,即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序 列 ,切割特定位点。 ⑤实例： EcoRI限制酶能专一识别 GAATTC序列 ,并在 G和 A之间将这段序列切开。
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二 基因操作的工具
1．基因操作的工具酶
限制性内切酶
DNA连接酶
作 的核苷酸序列， 作用于两条具有相同黏 ______ 用 识别 特定 性末端 的DNA分子 并切割 特定 的位点 特 性
作 用 结 果
应 用
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将DNA分子切成DNA 黏性末端 片段，产生_________ 提取 目的基因 ， 运载体 切割________
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练一练
质粒是基因工程最常用的运载体 ,有 关质粒的说法正确的是 也具有 B.细菌的基因只存在于质粒上 C.质粒为小型环状 DNA分子 ,存在于 拟核外的细胞质基质中 D.质粒是基因工程中的重要工具酶 之一 ( ) A.质粒不仅存在于细菌中 ,某些病毒
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【对位训练】 1.下列关于基因工程的叙述中 ,正确 的是 的基因 B.细菌质粒是基因工程中常用的 运载体 C.通常一种限制性内切酶处理含 目的基因的 DNA,另一种酶处理 运载体 D.为得到抗虫作物新品种 ,导入抗 虫基因的受体只能是受精卵
四 基因工程的成果与发展前景
生产 基因工程药品 1．医药卫生 用于基因诊断与 基因治疗
2．农牧业、食品工业：培养优良的动、植物新品种，开 辟新的食物来源。 用于环境监测 3．环境保护 用于 被污染环境的净化
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提醒
“基因治疗”与“基因诊断”辨析
突破考点
相同黏性末端 之间 形成 磷酸二酯 键 构建 重组 DNA分子
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2.基因的运输工具—— 运载体 (1)条件 ①能够在宿主细胞中 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。 (2)作用 ①作为运载工具将目的基因 转移到宿主细胞中。 ②利用它在宿主细胞内对 目的基因 进行大量扩增 。 (3)常用的运载体： 质粒 、 噬菌体 和动植物病毒等。
第35课时
基因工程
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一 基因工程的概念及理解
1.概念 要点 别名 操作环境 操作水平 基本过程 目的 内容 基因拼接技术或 DNA体外 技术 生物体外
分子水平
剪切 → 拼接 →导入 →表达 定向改造生物的 性状 , 获得人类所 需的 基因产物
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解析
答案
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练一练
质粒是基因工程最常用的运载体 ,有 关质粒的说法正确的是 也具有 B.细菌的基因只存在于质粒上 C.质粒为小型环状 DNA分子 ,存在于 拟核外的细胞质基质中 D.质粒是基因工程中的重要工具酶 之一 ( ) A.质粒不仅存在于细菌中 ,某些病毒
( B )
答案
基因工程中可以用抗生素基 因作为标记基因 ,而目的基 因是根据人们的需求而确定 的；一般用同一种限制性内 切酶处理含目的基因的 DNA 和运载体；为得到抗虫作物 新品种 ,导入抗虫基因的受 体细胞 ,可以是受精卵或体 细胞。
A.基因工程常以抗生素基因为目
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2.(2010· 浙江理综 ,2)在用基因工程技 术构建抗除草剂的转基因烟草过 程中 ,如下列操作错误的是( 病毒的核酸 B.用 DNA连接酶连接经切割的抗 除草剂基因和运载体 C.将重组 DNA分子导入烟草原生 质体 D.用含除草剂的培养基筛选转基 因烟草细胞
最常用运载体：质粒 ①类型 其他运载体：噬菌体、动植物病毒等
②功能：将目的基因导入受体细胞。 ③应具备条件 a.能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 b.有一个至多个限制酶的切割位点 ,以便于与外源基因连接。 c.有特殊的遗传标记基因 ,供重组 DNA的检测和鉴定。
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三 基因工程的操作步骤
1．提取目的基因 (1)直接分离基因：最常用的方法是鸟枪法 。 反转录 法 (2)人工合成基因途径根据已知蛋白质的氨基酸序列 合成DNA 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 检测和表达 。
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【对位训练】 1.下列关于基因工程的叙述中 ,正确 的是 的基因 B.细菌质粒是基因工程中常用的 运载体 C.通常一种限制性内切酶处理含 目的基因的 DNA,另一种酶处理 运载体 D.为得到抗虫作物新品种 ,导入抗 虫基因的受体只能是受精卵
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解析
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解析
( )
答案
基因工程中可以用抗生素基 因作为标记基因 ,而目的基 因是根据人们的需求而确定 的；一般用同一种限制性内 切酶处理含目的基因的 DNA 和运载体；为得到抗虫作物 新品种 ,导入抗虫基因的受 体细胞 ,可以是受精卵或体 细胞。
A.基因工程常以抗生素基因为目
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提醒
①唯一不涉及到碱基互补配对的步骤——将目的
基因导入受体细胞。②受体细胞常用微生物的原因——个 体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得基因产物多。③动 物一般用受精卵做受体细胞，植物还可以用体细胞做受体 细胞。
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外源DNA
操作 简便
扩增
工作量大， 有盲目性， 目的基因 含有不表 达的内含 子
分离 目的 基因
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反转 录法 人 工 合 成 据已 基 知的 因 氨基 酸序 列合 成
目的基因
反转录
单链
DNA
的mRNA
合成 双链DNA （目的基因）
专一性 强，目 的基因 中不含 内含子
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( )
答案
A.基因工程常以抗生素基因为目