2017届高中生物 专题1 基因工程 1.3 基因工程的基本操作程序——将目的基因导入受体细胞、
《基因工程的基本操作程序》 讲义
《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程是现代生物技术的核心，它让我们能够按照人类的意愿改造生物的遗传特性。
下面咱们就来详细说一说基因工程的基本操作程序。
一、获取目的基因目的基因是我们想要导入受体细胞的特定基因。
获取目的基因的方法主要有以下几种：1、从基因文库中获取基因文库就像是一个基因的大仓库，里面存放着各种各样的基因。
我们可以根据目的基因的有关信息，比如它的核苷酸序列、功能等，从基因文库中筛选出我们需要的目的基因。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术就像是基因的复印机。
如果我们已经知道了目的基因的核苷酸序列，就可以设计引物，通过 PCR 反应让目的基因在短时间内大量扩增。
3、人工合成当目的基因较小，而且核苷酸序列又已知的时候，我们可以通过化学方法直接人工合成目的基因。
二、构建基因表达载体有了目的基因还不够，还得给它安个“家”，这个“家”就是基因表达载体。
基因表达载体就像是一辆搭载着目的基因的“专车”，能把目的基因准确无误地送到受体细胞中，并且让目的基因能够稳定存在和表达。
基因表达载体通常包括以下几个部分：1、启动子启动子就像是基因表达的“开关”，它能启动目的基因的转录。
2、终止子终止子就像是基因表达的“刹车”，它能让转录在需要的时候停止。
3、标记基因标记基因就像是基因表达载体的“身份证”，它能帮助我们筛选出含有目的基因的受体细胞。
4、目的基因这是我们想要导入受体细胞的基因。
构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，一般需要用到限制酶和DNA 连接酶。
限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子；DNA 连接酶则能够把切割后的 DNA 片段连接起来，形成一个完整的基因表达载体。
三、将目的基因导入受体细胞目的基因只有进入受体细胞，并且在受体细胞中稳定存在和表达，才能发挥作用。
将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，下面介绍几种常见的方法：1、农杆菌转化法对于植物细胞来说，农杆菌是一种天然的“基因运输员”。
基因工程的基本操作程序 课件
限制性酶切割 DNA分子
限制片段 琼脂糖电泳
DNA
带有DNA片段的凝胶
分
用缓冲液转 转移至硝酸纤维素膜上
子
移DNA
杂
凝胶
交
滤膜
与放射性标记 DNA探针杂交
吸附有DNA片 段的膜
放射自显影
抗原-抗体杂交
重组体
转化到 E.Coli
细菌启动子 插入的真核 DNA片段
解析：DNA 分子杂交就是不同来源的 DNA 分子的单 链按碱基互补配对原则结合在一起，形成杂合双链的过 程。B 项利用了分子杂交技术(DNA 与 mRNA 之间杂交)。 检测目的基因是否翻译合成蛋白质依据的是抗原—抗体 杂交原理，未用到 DNA 分子杂交原理。
答案：C
生物 种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
转化 过程
将目的基因插入Ti质 粒的T-DNA上→Ca2+ 处理导入农杆菌细胞 →侵染植物细胞→目 的基因整合到受体细 胞的染色体上DNA上 →植物组织培养→试 管苗表达目的基因→
产生相应性状。
将含有目的基因
的表达载体提纯 →取受精卵→显 微注射→获得导 入目的基因的受 体细胞→早期胚 胎培养→胚胎移 植→获得新性状
第三步：将目的基因导入受体细胞（转化 transformation） 3、将目的基因导入微生物细胞 （1）微生物作为受体的优势
①繁殖速度快，可大量生产 ②生产成本低
（2）导入方法 Ca2+处理
第三步：将目的基因导入受体细胞（转化 transformation） 3、将目的基因导入微生物细胞 （3）原核生物作为受体细胞产生的蛋白质没有空间结构， 需要在体外加工。
《基因工程的基本操作程序》 讲义
《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程，这一现代生物技术的核心领域，为我们打开了一扇通往生命奥秘和创新应用的大门。
它让我们能够在分子水平上对生物的遗传物质进行操作和改造，从而实现特定的目标。
接下来，让我们深入了解基因工程的基本操作程序。
一、获取目的基因目的基因是我们期望在受体细胞中表达和发挥特定功能的基因。
获取目的基因的方法多种多样。
一种常见的方法是从基因文库中获取。
基因文库就像是一个基因的“图书馆”，包含了某种生物的全部基因。
我们可以根据目的基因的相关信息，在这个“图书馆”中进行筛选和查找。
另一种方法是利用 PCR 技术扩增目的基因。
PCR 技术就像是一台基因的“复印机”，能够以少量的 DNA 为模板，通过多次循环的变性、退火和延伸过程，快速大量地扩增出特定的基因片段。
此外，如果已知目的基因的核苷酸序列，还可以通过化学方法人工合成目的基因。
二、构建基因表达载体获取了目的基因后，接下来需要构建基因表达载体。
这就像是给目的基因打造一个“专车”，使其能够顺利地进入受体细胞并发挥作用。
基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分组成。
启动子是基因表达的“开关”，它能够控制基因在何时何地开始表达。
终止子则像是“停车信号”，告诉基因表达在何处结束。
标记基因则用于筛选和鉴定含有目的基因的受体细胞，常见的标记基因有抗生素抗性基因等。
构建基因表达载体时，需要使用限制酶和 DNA 连接酶等工具酶。
限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子。
DNA 连接酶则能够将切割后的 DNA 片段连接起来，形成完整的基因表达载体。
三、将目的基因导入受体细胞有了基因表达载体，接下来要将其导入受体细胞。
这是基因工程中的关键步骤之一，就像是把“专车”开到目的地。
导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等。
农杆菌转化法是利用农杆菌能够感染植物细胞，并将其 Ti 质粒上的TDNA 转移到植物细胞中的特点来实现目的基因的导入。
高中生物选修三专题一基因工程知识点
高中生物选修三专题一基因工程知识点专题一基因工程基因工程的概念基因工程就是指按照人们的心愿，展开严苛的设计，通过体外dna重组和转基因技术，剥夺生物以代莱遗传特性，缔造出以合乎人们须要的代莱生物类型和生物产品。
基因工程就是在dna分子水平上展开设计和施工的，又叫作dna重组技术。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内乌酶（管制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能辨识双链dna分子的某种特定的核苷酸序列，并且并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：经管制酶研磨产生的dna片段末端通常存有两种形式：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：当管制酶从辨识序列的中心轴线处剖开时，剖开的dna两条单链的切口，就是平坦的，这样的切口叫做元显恭末端。
2.“分子缝合针”——dna连接酶(1)两种dna连接酶（e·colidna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·colidna连接酶源于大肠杆菌，就可以将双链dna片段优势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聚合酶促进作用的优劣: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（1）载体具有的条件：①能够在受到体细胞中激活并平衡留存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源dna片段插入。
③具备标记基因，可供重组dna的鉴别和挑选。
④对受体细胞无害。
（2）最常用的载体就是质粒,它就是一种外露的、结构直观的、单一制于细菌染色体之外，并具备自我复制能力的双链环状dna分子。
基因工程的基本操作过程
1
DNA提取
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从细胞中提取目标DNA。
2
DNA克隆
将目标DNA插入载体质粒中进行复制。
3
转化
将质粒DNA导入到细胞内。
4
转录
产生RNA分子。
5
翻译
通过翻译机制形成蛋白质。
常见的基因工程技术
质粒构建
将目标DNA插入载体质粒中进行克隆。
基因敲除
在生物体的基因组中“删掉”特定的基因， 观察其对生命活动的影响。
结论
基因工程技术是一项革命性的技术，它不仅带来了许多前所未有的机遇，也 需要我们面对许多伦理问题和考虑。希望我们能够在伦理的框架内，发挥人 类创新智慧，实现科技与人类社会的共同进步。
基因工程的基本操作过程
基因工程是一项将DNA分离、克隆、转化、转录、翻译和表达的技术。这项 技术有着广泛的应用，涉及到农业、医学、工业和环保等领域。
基因工程的定义
基因工程是指通过改变生物的遗传信息，来实现某种特定目的的技术。它的目的是将有用的遗传 信息从一个生物体传递到另一个生物体。
基因工程的基本步骤
通过基因工程技术，可以在大肠杆菌、酵母 等生物中实现目的蛋白的大规模制备，具有 重要的经济价值。
环境领域
基因工程技术在污染治理和资源利用方面具 有巨大的潜力，如利用微生物降解污染物， 通过植物修复土壤等。
伦理问题与考虑
基因工程技术不仅给人类带来了前所未有的发展机遇，同时也带来了一系列 伦理问题和考虑，例如修饰人类基因、人类克隆等等。
基因突变
通过人工干预改变基因序列，使其产生不 同作用。
基因编辑
通过CRISPR等技术精准地修改基因序列， 使自然界中不存在的基因发生。
基因工程基基本操作程序
基因表达与克 隆技术
将目标基因导入表达 系统中，使其能够在 宿主细胞中高效表达。
基因工程的伦理与安全问题
1 伦理问题
基因工程的伦理纠纷主要涉及人类基因改造、克隆技术的应用，以及基因信息的保护和 合法使用等。
2 安全问题
基因工程的安全问题包括基因改造生物体对环境和生态系统的影响，以及导入基因的生 物安全性评估等。
基因工程的基本操作步骤
1
1. DNA提取
从细胞DNA切割
2
的实验操作。
使用限制酶酶切DNA，产生需要的DNA片
段。
3
3. DNA连接
将目标DNA片段与载体DNA连接，形成重
4. 细胞转化
4
组DNA。
将重组DNA导入目标细胞中，使其能够表
达新的遗传信息。
5
5. 培养与分离
基因工程基本操作程序
基因工程是一种利用基因技术对生物体进行基因改造的科学，它在许多领域 有着广泛的应用。了解基本操作步骤和常见技术是掌握基因工程的重要一步。
基因工程基础知识
定义
基因工程是利用重组DNA技术和其他分子生物学技 术改变和控制生物体的遗传特征的科学。
应用领域
基因工程广泛应用于医学、农业、食品工业、环境 保护等领域，提供了许多重要的解决方案。
培养转化后的细胞，分离所需基因重组 产物并进行进一步分析。
常见的基因工程操作技术
PCR技术
聚合酶链式反应 （PCR）是一种用于 扩增DNA的技术，可 以在短时间内制备大 量目标DNA片段。
质粒构建
通过将目标基因插入 质粒中，构建携带目 标基因的质粒，用于 后续的基因表达与克 隆研究。
基因突变技术
使用诱变剂或基因编 辑技术对目标基因进 行定向突变，研究其 功能与表达。
【高中生物】高中生物知识点：基因工程的基本操作程序
【高中生物】高中生物知识点：基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序：1、目的基因的获取（1）目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
（2）获取方法：①从基因文库中获取；②人工合成（反转录法和化学合成法）；③PCR技术扩增目的基因。
2、基因表达载体的构建（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
（2）组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。
如图：①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，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。
③标记基因的作用：是为了鉴定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。
常用的标记基因是抗生素基因。
（3）基因表达载体的构建过程：3、将目的基因导入受体细胞（1）转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
（2）常用的转化方法：生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子（3）重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
4、目的基因的检测和表达（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA 分子杂交技术。
（2）其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。
基因工程的基本操作程序一
3
筛选荧光蛋白标记
通过荧光蛋白标记，轻松筛选目标细胞群体，进而筛选出被引入所需基因的细胞。
鉴定基因表达效果
光镜观察
标记荧光基因，利用荧光电镜 或荧光显微镜进行观察。
蛋白质印迹
利用筛选标记荧光基因，进行 蛋白质印迹对比基因表达，定 量的定性地了解目标蛋白质含 量。
PCR扩增
在已知目标序列的基础上，利 用PCR技术筛选所需基因序列。
利用病毒作为载体，实现外源 基因在细胞中的表达和产生病 毒。
基因枪等技术
将基因载体以物理能量的形式 投射入细胞，使其外源基因被 植入。
筛选转化细胞
1
筛选链霉亲合素抗性
通过药物筛选淘汰没被载体改造的细胞。
2
筛选抗生素选择性标记基因
通过抗生素选择性标记基因让转化细胞中仅有被引入的基因，而未被引入的细胞 因缺失对抗生素的防御能力而死亡。
基因工程的基本操作程序 一
基因工程是指将DNA技术应用于生物技术，创造新的生命种类或改变现有生 命种进行质量控制， 目的是检查DNA中的错误率，并确保后续的 分析
原始序列经过滤波、去除引物序列、接头序 列、低质量序列、卡他颜氏杆菌污染序列等 后，进入序列多次比对，并辅助细胞生物学 知识，进行序列组装拼接。
序列注释
将基因组序列与出版协士提供的数据库进行 对比，对整个基因组进行注释，辅助后续研 究。
选择法工具等寻找目标性状对应的 基因。
应用和展望
• 广泛应用于农业育种 • 医学领域开发新型生物治疗药物 • 环保领域处理污水和固体废弃物 • 制药业研究药物相互作用和代谢通路
2
整合外源基因到载体中
利用限制性核酸酶将目标基因与载体上的启动子、选择性抗性等元件整合，构建 表达载体。
基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤
科学研究
基因工程技术可以帮助我们更深 入地研究生物学和生命科学领域。
基本操作步骤
1
DNA提取
从细胞中提取出需要操作的DNA。
DNA片段扩增
2
使用PCR技术扩增DNA片段。
3
DNA重组
将DNA片段重新组合，产生所需的基因。
DNA转化
4
将基因转移到其他生物体内，使其表现出新 的性状。
潜在的风险
生态风险
基因工程入门
基因工程是通过改变DNA序列来改变生物的性状。它涉及到多个学科领域， 如分子生物学、生物化学和微病诊断和治疗 开辟了新的途径。
农业
基因工程技术可以提高农作物的 产量，并减少对农药的需求。
生态保护
基因工程技术可以改变生物的适 应性，改善生态系统的平衡。
改变生物的性状可能会破坏生 态系统的平衡。
伦理风险
使用基因工程技术可以影响人 类的身体和心理健康。
社会风险
基因工程技术可能导致社会阶 层的分化，不公正和排斥。
基因工程的未来发展
合成生物
利用基因工程技术创造新的生命体 系。
基因编辑
生物连接
使用CRISPR-Cas9技术编辑基因序列。 将生物学和电子技术融合创建全新 的科技世界。
总结与展望
1 激动人心
基因工程技术为我们开辟了一个新的世界，充满了无限的可能性。
2 谨慎前行
我们应该以科学精神，审慎地探索和利用基因工程技术。
基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤
1.将目的基因导入植物细胞
其他方法：基因枪法，花粉管通道法
点点生物学教学
2.将目的基因导入动物细胞
显 微 注 射 法
点点生物学教学
3.将目的基因导入微生物细胞
大肠杆菌细胞最常用的转化方法是:
首先用Ca2+ 处理细胞,以增大细菌细胞壁的 通透性,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分 子的生理状态,这种细胞称为感受态细胞.
等⑤mRNA⑥核糖体
A、①②③④
B、②③④⑤
C、①③
④⑤ D、①②③⑥
点点生物学教学
巩固练习
6 获取目的基因的方法有多种，下列不属于含目的基因生物细胞中获取 D、利用PCR技术获取
点点生物学教学
巩固练习
7 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的 是（ ）
2、 检测目的基因是否插入了转基因生物的染色体DNA上
检测目的基因是否转录出了mRNA
检测目的基因是否翻译成蛋白质 另外：个体生物学水平的鉴定
点点生物学教学
思考：检测mRNA 是否合成，可以用分子杂交的方法吗？
##检测目的基因是否翻译成蛋白质— 抗原—抗体杂交
##个体生物学水平的鉴定——
点点生物学教学
专题1 基因工程
点点生物学教学
基因工程的基本操作程序主要包括 四个基本步骤：
1）目的基因的获取 2）基因表达载体的构建 3）将目的基因导入受体细胞 4）目的基因的检测与鉴定
点点生物学教学
点点生物学教学
步骤一：目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
（1）质粒是细菌染色体DNA以外的环状双链DNA分子，它能自 我复制，也可整合到细胞染色体DNA中与其一起表达。质粒通常 还含有标记基因，这可以从细胞的表型特征来识别。 （2）λ噬菌体是一种细菌病毒，其环状双链DNA可以作为目的基 因的载体。 （3）科斯质粒是一种杂种质粒，含有质粒和λ噬菌体的部分顺序， 很适合用作真核生物基因的载体。
《基因工程的基本操作程序》 讲义
《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程，这个听起来颇为高深的词汇，其实与我们的生活息息相关。
从农业领域的转基因作物，到医疗领域的基因治疗，基因工程正以惊人的速度改变着我们的世界。
那么，基因工程到底是如何实现的呢？这就不得不提到基因工程的基本操作程序。
一、目的基因的获取目的基因，简单来说就是我们想要的那段基因。
获取目的基因是基因工程的第一步，也是关键的一步。
1、从基因文库中获取基因文库就像是一个巨大的基因仓库，里面存放着各种各样的基因。
我们可以根据自己的需求，从中筛选出我们想要的目的基因。
这就好比在一个超级大的图书馆里找一本书，需要有一套有效的检索系统。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术，全称为聚合酶链式反应。
如果我们已经知道了目的基因的序列，就可以通过PCR 技术在体外大量扩增它。
就好像是复制粘贴，让一小段基因迅速变成很多很多份。
3、人工合成法当基因的序列比较短，而且我们又清楚它的碱基序列时，还可以通过人工合成的方法来获取目的基因。
这就像是按照图纸精确地搭建一个小的基因结构。
二、基因表达载体的构建有了目的基因还不够，还需要把它“装”进一个载体里，这个载体就像是一辆车，带着目的基因进入受体细胞。
基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子和标记基因等部分组成。
启动子就像是一个开关，控制着基因的表达什么时候开始；终止子则像是一个结束的信号，告诉基因表达到这里就停止。
标记基因的作用可不小，它能帮助我们筛选出成功导入基因表达载体的受体细胞，就像一个小标签，让我们能快速找到我们想要的东西。
构建基因表达载体需要用到限制酶和 DNA 连接酶。
限制酶负责把载体和目的基因切开，露出相同的黏性末端，然后 DNA 连接酶再把它们连接起来，形成一个完整的基因表达载体。
三、将目的基因导入受体细胞这一步就像是把包裹好的“礼物”送到收件人的手里。
1、导入植物细胞常用的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。
农杆菌转化法是利用农杆菌这种天然的“快递员”，它能够将自身携带的一段 DNA 转移到植物细胞中。
高考生物专题复习《基因工程》含答案
高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA 连接酶3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。
(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①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。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。
3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。
2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
基因工程的基本操作步骤4
基因工程的基本操作步骤4基因工程的基本操作步骤基因工程是一种将外源基因或人为改造的基因导入到生物体内，从而改变其遗传特性的技术。
作为一项复杂而关键的科学技术，基因工程需要遵循一系列基本操作步骤。
本文将介绍基因工程的基本操作步骤，帮助读者了解和理解这一领域的基础知识。
1. 提取目标基因基因工程的第一步是提取目标基因。
目标基因可以来自不同生物体的DNA，包括细菌、植物、动物等。
提取目标基因需要使用特定的提取方法，例如PCR（聚合酶链式反应）技术。
在这一步骤中，需要具备实验室操作技能，同时需遵守实验室安全操作规范。
2. 构建基因载体在基因工程中，基因载体扮演着非常重要的角色。
基因载体是将目标基因导入宿主细胞的工具，通常是由DNA分子构成。
基因载体的构建需要选择适当的载体类型，并将目标基因与载体连接起来。
常见的基因载体包括质粒、病毒等，其构建过程需要遵循相关实验技术和原则。
3. 转化宿主细胞一旦基因载体构建完成，下一步是将其导入宿主细胞中。
这个过程被称为转化。
转化可以通过多种方法实现，例如热激冲击、化学处理或电击。
通过转化，基因载体得以进入宿主细胞，并将目标基因在宿主细胞内表达。
4. 鉴定转化细胞经过转化后，不是所有的细胞都成功地接受了目标基因。
因此，鉴定转化的细胞是基因工程中一个关键的步骤。
鉴定的方法通常基于目标基因在细胞中的表达，可以通过PCR扩增、酶切或荧光显微镜观察等实验手段来进行。
5. 培养和筛选鉴定成功的转化细胞后，需要对其进行培养和筛选。
在培养基中，细胞会持续生长和分裂，并表达目标基因。
为了筛选出带有目标基因的细胞，通常需要加入适当的筛选剂或标记基因。
通过培养和筛选，可以获得大量带有目标基因的细胞。
6. 分离纯化在获得带有目标基因的细胞后，接下来的步骤是分离和纯化目标基因。
这可以通过一系列的实验方法实现，如凝胶电泳、离心、柱层析等。
分离纯化后的目标基因可用于进一步的研究或应用。
总结：基因工程的基本操作步骤包括提取目标基因、构建基因载体、转化宿主细胞、鉴定转化细胞、培养和筛选、以及分离纯化。
高中生物必修3-基因工程的基本操作程序-学案
1．2基因工程的基本操作程序一、基因工程的基本操作程序：①目的基因的；②的构建；③将目的基因；④目的基因的。
二、基因工程的基本操作程序：（一）目的基因的获取1．目的基因：主要是指的基因，也可以是一些具有作用的因子。
2.的基因的获取：目的基因可以从中分离出来，也可以用合成。
常用的方法有以下几种：（1）从基因文库中获取目的基因①基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）基因组文库 cDNA文库如根据基因的、的、基因在染色体上的、基因的，以及基因的等特性。
（2）利用PCR技术扩增目的基因①PCR是____________________________________技术，是的缩写。
②原理：____________________。
③前提：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_________。
④条件：DNA模板、。
⑤扩增过程：（根据课本第10页，图1-8回答问题）a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为单链；b．退火（冷却℃）：与单链相应互补序列结合；c．延伸（℃）：在的作用下进行延伸Taq酶的特点是。
PCR技术与DNA复制的比较：（3）化学法直接合成：适用于基因比较，核苷酸序列又。
（二）——基因工程的核心1．基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中能，并且可以，同时，使目的基因能够。
2．基因表达载体= + + +（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，它是识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，最终获得所需要的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的，相当于一盏红色信号灯，使在所需要的地方停止下来。
（3）标记基因：作用是为，从而将含有目的基因的细胞出来，如基因。
3．构建基因表达载体的过程：用（同、不同）种限制酶去切目的基因与运载体，再用使其连接,形成重组DNA分子。
（三）将目的基因导入受体细胞将目的基因受体细胞，并且在受体细胞内和的过程，称为转化。
高中生物：基因工程的基本操作程序
高中生物：基因工程的基本操作程序【知识点1】目的基因的获取获取目的基因是基因工程的第一步。
1.目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的结构基因。
2.获取目的基因的方法（1）从基因文库中获取目的基因①基因文库：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，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
③目的基因的获取根据基因的有关信息：基因的脱氧核苷酸序列、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因的翻译产物蛋白质等特性获取目的基因。
优点：有了基因文库，就可随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。
（2）人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法人工合成。
①反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。
②人工合成：根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。
如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。
（3）利用PCR技术扩增目的基因。
①PCR：PCR是聚合酶链式反应的缩写。
这项技术是由穆里斯等人于1988年发明的，为此，穆里斯于1993年获得了诺贝尔化学奖。
它是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。
通过这一技术，可以获取大量的目的基因。
PCR扩增是获取目的基因的一种非常有用的方法，也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。
②目的：获取大量的目的基因。
③原理：DNA复制。
④条件：已知目的基因的核苷酸序列即模板DNA、RNA引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶（Taq 酶）、离子。
⑤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结合，在DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
⑥特点：指数扩增=2n（n 为扩增循环的次数）⑦过程：如图所示。
《基因工程的基本操作程序》 讲义
《基因工程的基本操作程序》讲义一、基因工程的概念基因工程，也称为重组 DNA 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。
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。
二、基因工程的基本操作程序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。
（一）目的基因的获取1、从基因文库中获取基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如 cDNA 文库）。
基因组文库包含了一种生物的全部基因，而 cDNA 文库是由某生物发育的某个时期的 mRNA 反转录产生的 cDNA 片段与载体连接后形成的。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。
通过设计一对与目的基因两端序列互补的引物，在高温下使 DNA 双链解旋，然后在低温下引物与单链 DNA 结合，再在适温下由 DNA 聚合酶催化合成新的 DNA 链，如此反复循环，可使目的基因迅速扩增。
3、人工合成如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。
（二）基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。
1、目的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，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
2、组成基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
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，能驱动基因转录出 mRNA。
终止子位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的 DNA 片段，能终止 mRNA 的转录。
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。
3、构建过程一般用相同的限制性内切酶分别切割目的基因和载体，产生相同的黏性末端，然后用 DNA 连接酶将目的基因和载体连接起来，形成重组DNA 分子。
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序概述基因工程是一种重要的生物技术，通过改变生物体的基因组来实现对基因的操作和调控，从而达到改良生物体的目的。
在基因工程中，有一些基本的操作程序是必须掌握的，这些程序包括基因克隆、基因转移、基因检测和基因编辑等。
基因克隆基因克隆是指通过体外合成、复制和移入宿主细胞等技术手段，将某一特定基因片段放入宿主细胞中，使其在宿主细胞中表达。
基因克隆的基本操作程序包括：1.DNA提取：从源生物体中提取目标基因的DNA序列。
通常可以通过细胞裂解和DNA纯化等步骤来获得高质量的DNA样品。
2.DNA切割：使用限制性内切酶切割DNA链，产生具有粘性末端的DNA片段。
3.质粒选择：选择合适的质粒载体，将目标基因片段插入质粒中，形成重组质粒。
4.DNA连接：将重组质粒和DNA片段进行连接，通常使用DNA连接酶来实现。
5.质粒引物扩增：将连接好的质粒转入大肠杆菌等细菌中进行扩增，然后提取质粒DNA。
6.质粒验证：通过酶切、PCR等方法验证质粒是否含有目标基因片段。
7.宿主转化：将质粒导入宿主细胞中，通常使用电穿孔、热冲击等方法实现。
8.筛选和鉴定：通过筛选抗生素抗性标记等方法，将成功转化的宿主细胞筛选出来。
9.基因表达：在含有目标基因片段的宿主细胞中进行基因表达，通常使用启动子、转录因子等调节元件来实现。
基因转移基因转移是指将外源基因导入到生物体中，并使其在生物体中稳定表达。
基因转移的基本操作程序包括：1.选择载体：选择合适的基因载体，如质粒、病毒等。
2.插入目标基因：将目标基因插入载体中，并构建重组质粒或重组病毒。
3.转化或感染：将重组质粒或病毒导入宿主生物体中，通常使用质粒转化、病毒感染等方法。
4.鉴定：通过PCR等方法检测和验证目标基因是否成功转移到宿主生物体中。
5.培养/繁殖：将转基因生物体培养和繁殖，以获得足够数量的转基因生物体。
6.筛选：通过筛选抗生素抗性标记等方法，将成功转移目标基因的生物体筛选出来。
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专题1 基因工程 1.3 基因工程的基本操作程序——将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定一、选择题1．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是( ) A．结构简单，操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少D．性状稳定，变异少解析：本题考查基因工程的受体细胞。
目的基因导入受体细胞后，随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌等微生物繁殖速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因，所以基因工程常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。
解答这类题目应结合受体细胞的特点回答。
答案：B2．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。
下列属于目的基因的检测的是( )①检测受体细胞是否含有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因③检测目的基因是否转录出信使RNA ④检测目的基因是否翻译出蛋白质A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④解析：本题考查目的基因检测的相关知识。
目的基因的检测包括：检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针与基因组DNA杂交；检测目的基因是否转录出了信使RNA，方法是用基因探针与信使RNA杂交；最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。
答案：C3．如图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞(ES细胞)中，再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。
据图分析不正确的是( )A．该过程使用的工具酶是DNA连接酶以及限制性核酸内切酶B．完成第Ⅱ步操作得到的由两个DNA切段连接成的产物，必定是载体与棕褐毛色基因形成的重组DNA分子C．第Ⅲ步操作后，还需经过筛选目的基因已成功转移的胚胎干细胞的过程，才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中D．改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠，其根本原因是细胞核中含有一整套的遗传物质解析：图中的第Ⅱ步为形成重组DNA过程，在DNA连接酶的作用下，目的基因和具有黏性末端的质粒形成重组DNA，与此同时还会发生质粒和质粒的重组，以及目的基因和目的基因的重组。
答案：B4．DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。
将来自不同种生物的两条DNA单链进行杂交，两种生物的DNA分子碱基序列越相似，形成的杂合双链区的部位就越多。
某人用甲、乙、丙三种生物的DNA单链进行杂交实验，结果如图所示，根据图判断，下列叙述中正确的是( )A．游离的单链所对应的原物种DNA片段均不含遗传信息B．杂合双链区的存在表示两种生物携带的遗传密码相同C．甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远D．甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系远解析：在DNA分子中所有的核苷酸排列顺序都代表一定的遗传信息。
对DNA分子杂交原理应用的不理解，想当然地认为不配对的序列不含有遗传信息，误选A项；混淆了遗传密码的存在位置，误选B项。
答案：D5．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。
在基因工程操作的基本步骤中，无须进行碱基互补配对的步骤是( )A. 人工合成目的基因B. 基因表达载体的构建C. 将目的基因导入受体细胞D. 目的基因的检测与鉴定解析：人工合成目的基因需要以脱氧核苷酸为原料按照碱基互补配对原则合成；基因表达载体的构建需要载体的黏性末端和目的基因的黏性末端互补配对；目的基因的检测要通过分子杂交技术，同样也离不开碱基互补配对。
答案：C6. 2014·北师大附中高三检测]如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。
已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。
判断下列说法正确的是( )A. 将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D. 目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长解析：将重组质粒导入细菌B常用的方法是Ca2＋处理法。
若质粒上标记基因被破坏，则细菌在有相应抗生素的培养基上不能生长，故在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入了质粒或重组质粒的细菌；在含有四环素的培养基上导入质粒的细菌能生长。
目的基因成功表达的标志是合成生长激素。
答案：C7．2013·安徽高考]下图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。
下列叙述正确的是( )A．根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目B．外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制C．重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接D．放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置解析：由于长成的一个单菌落可能来自样品中的2个或更多个细胞，因此根据培养皿中菌落数计算样品中含有的活菌的结果一般比实际活菌数低，A项错误；外源DNA分子要想表达，必须位于重组质粒的启动子和终止子之间，而DNA分子的复制只需重组质粒有DNA 复制原点就可以了，B项错误；重组质粒与探针能进行分子杂交是因为它们之间能进行碱基互补配对，C项错误；根据图示可知放射自显影结果可以显示含有能与探针杂交的特定DNA 的细菌菌落位置，D项正确。
答案：D8．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都能表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰发生在( )A. 终止子B. 标记基因C. 结构基因D. 启动子解析：启动子位于基因的首端，是与RNA聚合酶结合的部位，将其修饰后，目的基因在棉花植株的整个生长发育期都能表达。
答案：D9．1987年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草细胞，并获得高水平表达。
长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。
这一研究成果表明( )①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码③转基因烟草体内合成了荧光素④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同A．①和③B．②和③C．①和④D．①②③④解析：不同种生物之间转基因能够成功，与DNA分子的结构、复制和表达的一致性密不可分。
答案：D10．2014·池州模拟]上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。
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了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。
以下与此有关的叙述中，正确的是( )A．人白蛋白基因开始转录时，在DNA聚合酶的作用下以DNA分子的一条链为模板合成mRNAB．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C．人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中是纯合的，在其他细胞中则是杂合的D．如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化学方法合成该目的基因解析：人白蛋白基因开始转录时，在RNA聚合酶的作用下以DNA分子的一条链为模板合成mRNA；所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因更多地进行转录、翻译，产生更多的人白蛋白；人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。
答案：D11．下图表示一项重要生物技术的关键步骤，字母X可能代表( )A．不能合成胰岛素的细菌细胞B．能合成抗体的人类细胞C．能合成胰岛素的细菌细胞D．不能合成抗生素的人类细胞解析：此题中目的基因是人胰岛素基因，受体细胞是细菌，通过载体将目的基因导入受体细胞后，带有胰岛素基因的细菌在分裂繁殖过程中就可能合成胰岛素。
答案：C12．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，导入农杆菌，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，借助花粉管通道法进入棉受精卵A．①②B．②③C．③④D．①④解析：本题着重考查基因工程的第三步——将目的基因导入受体细胞。
强调目的基因必须与载体(如细菌质粒)重组，形成基因表达载体，才可导入棉花体细胞或受精卵中。
答案：C13．1976年人类首次获得转基因生物，即将人的生长抑制素因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达。
这里的“表达”是指该基因在大肠杆菌内( )A．能进行DNA复制B．能进行转录和翻译C．能合成人生长抑制素因子D．能合成人的生长激素解析：基因的表达是指目的基因在受体细胞中的表达，即目的基因通过转录和翻译过程形成了所需要的蛋白质。
答案：C14．2014·临汾一中高二期中考试]下列技术依据DNA分子杂交原理的是( )①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质④通过观察害虫吃棉叶是否死亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性⑤用滋养层细胞做DNA分析性别鉴定A．①②③④⑤B．①②C．①②⑤D．①②③⑤解析：该题考查了DNA分子杂交的原理和应用。
DNA分子杂交的原理就是碱基互补配对。
检测目的基因是否翻译成了蛋白质采用抗原——抗体杂交；判断棉花是否被赋予了抗虫特性采用接种实验，属于个体水平的检测。
答案：C15．在转入生长激素基因绵羊的培育过程中，有关说法不正确的是( )A．该过程的核心是构建基因表达载体B．常采用基因枪法将表达载体导入绵羊的受精卵C．该过程所用的目的基因通常是cDNAD．该转基因动物胚胎发育在雌性动物的子宫内完成解析：该题综合考查了基因工程中表达载体的构建、目的基因的获取、导入目的基因的方法等知识。
将目的基因导入动物细胞采用显微注射法。
答案：B二、非选择题16．2014·天津高考]嗜热土壤芽孢杆菌产生的β葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶(1)PCR扩增bglB基因时，选用__________________基因组DNA作模板。
(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。
bglB基因不含图中限制酶识别序列。
为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入________和________不同限制酶的识别序列。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_____________________。
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响(4)据图1、2可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会________；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在________。