生物 选修三 基因工程
高中生物选修三专题一 1.2 基因工程的基本操作程序
已知基因的核苷酸序列 ； ③前提条件：_______________________ 模板DNA 、___________ DNA引物 、 原料：___________ 热稳定DNA聚合酶 、 ________________ 四种脱氧核苷酸 。 __________________ 指数 方式扩增，即____ 2n （n为扩增 ④方式：以_____ 循环的次数） ⑤结果： 使目的基因的片段在短关信息。
如：根据基因的核苷酸序列
基因的功能
基因在染色体上的位置
基因的转录产物mRNA
基因翻译产物蛋白知道序列，NA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
3、化学方法人工合成目的基因
（1）范围
在基因较小，核苷酸序列已知的 情况下，可以利用DNA合成仪人工合 成。
（2）方法 化学合成法 、 反转录法
（在DNA合成仪中合成）
人工合成 (基因比较小)
DNA合成仪
48
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 的基因。
（二）、目的基因
主要指的是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。
例如：与生物抗逆性相关的基因，与生物优良品质 相关的基因，药物和保健品相关的基因，与毒物降 解相关的基因，以及与工业所需要酶相关的基因。
目前被广泛提取使用的目的基因有： 苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因 （抗病毒、抗细菌)、人胰，导入的 一段碱基序列互补配对。
温度控制和缓冲液（Mg2+）
（5）、仪器： PCR扩增仪（自动调控温度的仪 器） （6）、方式： 以_____ 指数 方式扩增，即 ____ 2n （n为扩增循环的次数）
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。
- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。
- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。
- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。
- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。
2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。
- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。
- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。
- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。
3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。
- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。
- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。
- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。
4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。
- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。
- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。
5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。
- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。
生物选修三基因工程知识点总结
生物选修三基因工程知识点总结随着现代科技的飞速发展，生物技术一直处于不断创新和进步的状态。
而基因工程作为一项重要的技术手段，已经成为了当今社会不可或缺的一部分。
在生物学选修三中，我们学习了基因工程的相关知识，下面将对其中的重点知识做一个总结。
1. 基因工程的概念基因工程是在DNA技术的基础上，通过改造DNA序列，使其具有某种特定的性状或功能的技术。
基因工程技术的应用包括基因克隆、基因修饰和基因转移等。
通过基因工程技术，可以在不同生物体之间进行基因互换，或是将外源基因组合到原有基因中，使生物体产生某种特定的性状或功能。
2. 基因克隆技术基因克隆技术是基于DNA重组技术，通过分离、扩增和定位目标基因，将其插入到接受体中，从而实现外源基因的人工插入和复制。
基因克隆技术使用的重要工具包括PCR、限制性内切酶、DNA序列分析和DNA重组技术。
3. 基因修饰技术基因修饰技术是通过改变DNA序列，使生物体产生某种新的表型或功能的技术。
在基因修饰技术中，常用的方法包括点突变、分子修剪和CRISPR-Cas9技术等。
通过基因修饰技术，科学家可以精准地改变某些基因的表达和功能，进而实现人造种子生产、基因治疗等一系列应用。
4. 基因转移技术基因转移技术是将特定基因从一种生物体转移到另一种生物体中的技术。
基因转移技术可以用于创建转基因生物，也可作为基因治疗的手段。
其中，主要的技术包括基因枪法和电穿透法等。
5. 转基因生物的应用转基因生物作为一种新生物体，具有一系列特定的基因和表型特征，被广泛应用于生物医学研究、农业生产和环境保护等领域。
转基因生物包括转基因作物、转基因动物和基因治疗等，这些应用使人类可以更好地掌握生命科学的知识和应用价值，为人类的生存和发展带来了更多的可能。
6. 基因编辑技术基因编辑技术是一种新型基因工程技术，其通过切除、增加或修复目标基因序列的方法，改变生物体基因组结构和功能的技术。
其中，CRISPR-Cas9是目前应用最广泛的基因编辑技术。
生物选修三基因工程知识点
专题１基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具１．基因工程又叫DNA重组技术，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。
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。
这类酶主要是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。
能够识别双链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，形成黏性末端或平末端。
３．“分子缝合针”──DNA连接酶。
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“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末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。
作为载体的必要条件：能自我复制、有切割位点、有遗传标记基因等。
载体的种类：细菌质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒1.2 基因工程的基本操作程序１．基因工程的基本操作步骤主要包括：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.目的基因的获取方法：从基因文库中获取、利用PCR提取目的基因、人工合成法。
3.PCR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；热稳定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结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
4．基因表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。
5．基因表达的载体的组成目的基因 +启动子 + 终止子 + 标记基因6．转化：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。
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。
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（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、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：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）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
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3.“分子运输车”——载体（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。
选修三生物基因工程技术
选修三生物基因工程技术基因工程，顾名思义，就是拿我们的基因来“做文章”。
别看这个话题一听上去有点儿高大上，实际上它离我们每个人的生活都非常近。
比如说，你吃的水果、喝的牛奶，甚至你身边的宠物，它们的基因可能都在“工程”过了。
想象一下，如果能通过调整某些基因，让它们变得更健康，甚至更加美味，那是不是有点像变魔术？这不是梦，而是基因工程的魅力所在！基因工程是怎么做到的呢？简单来说，就是通过一种叫做“基因剪刀”的工具，把某些基因从一个生物体里“剪”出来，然后再放到另一个生物体里。
这个过程就像是给生物体换个零件，能让它拥有新的能力。
听起来是不是有点像科幻电影里的情节？但这就是真实发生的事情，甚至已经应用到了我们身边的很多领域。
比如，科学家通过基因工程改变了某些植物的基因，让它们可以抗虫害、耐旱，甚至比普通植物长得更好、更快。
就像是植物界的“超级英雄”一样，能在恶劣的环境中也能茁壮成长。
不过，这个技术也不止是在农业中有应用。
说到医学，你一定会惊讶地发现，基因工程早就开始改变了我们治疗疾病的方式。
你知道吗？有一些以前几乎不治之症，现在通过基因工程已经找到了突破口。
例如，基因疗法就是一种通过调整人体基因来治疗疾病的技术。
简单说，就是给病人“修修补补”基因，让他们恢复健康。
看，科技真是日新月异，连我们身体里的“零件”都能修复了，实在是太神奇了！基因工程的应用远不止这些。
你吃的转基因食品，可能也是通过基因工程技术“改造”出来的。
举个例子，转基因大豆比普通大豆抗虫害的能力更强，产量也更高。
这样一来，农民们可以减少使用农药，不仅节省了成本，还保护了环境。
想一想，不仅吃得更安全，还能保护地球，这简直是双赢嘛！更夸张的是，基因工程还让我们能够做出一些以前无法想象的生物产品。
比如说，通过基因工程技术，科学家能够培育出能产生人类胰岛素的细菌，帮助糖尿病患者更好地控制血糖。
你一定会觉得基因工程是不是太神奇了？确实，它能够给我们带来很多好处。
人教版·高中生物·选修3·专题1·基因工程(高三复习课件)
（2）动物细胞 显微注射法 （3）微生物细胞 Ca2+处理法（制备感受态细胞）
农杆菌转化法 原理：植物受损伤—细胞分泌酚类物质—吸引农杆菌—Ti质 粒上的T-DNA可转移到受体细胞中并整合到细胞DNA上
三、基因工程的基本流程 4、目的基因的检测和鉴定
检测目的基因是否插入受体DNA中 DNA分子杂交（Southern杂交） 检测目的基因是否转录 分子杂交（Northern杂交）
识别CCCGGG，并在C与G间切开
平末端
二、基因工程的基本工具 2、DNA连接酶
将DNA片段拼接成新的DNA分子，连接磷酸二酯键 E.coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 只能连接粘性末端 既连接粘性末端又连接平末端
3、运载体 质粒
自我复制、多个酶切位点、标记基因等
λ噬菌体衍生物、动植物病毒等
三、基因工程的基本流程 1、目的基因的获取
A.变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可 利用解旋酶实现 B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原 则完成 C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D.PCR与细胞内DNA复制相 比所需要酶的最适温度较高
3.蛋白质工程在实施中最大的难题是( ) A.生产的蛋白质无法应用 B.发展前景太窄 C.对于大多数蛋白质的高级结构不清楚 D.无法人工合成目的基因 4.下列不可能作为基因工程受体细胞的是( ) A.动物的受精卵细胞 B.人的神经细胞 C.大肠杆菌细胞 D.酵母菌细胞 5.将一个目的基因放入PCR扩增仪中,其他条件都具 备的条件下循环30次,合成的目的基因个数为( ) A.30 B.60 C.229 D.230
8.质粒是基因工程常用的载体,它的特点是(
)
高中生物选修三基因工程主要知识点
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2）1、基因工程：按照人们的意愿，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。
1、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。
2、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。
4、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。
5、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。
6、两种常见的DNA连接酶：E·coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。
7、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。
不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。
8、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。
9、质粒：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。
10、标记基因的作用：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。
11、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。
12、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。
13、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；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，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。
人教版高中生物选修3课件：专题一基因工程(选修三)
的工具
运载 工具
专题1-2
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）、目的基因概念： 主要指的是编码蛋白质的结构基因。 也可以是一些具有调控作用的因因 化学方法直接人工合成
1、基因表达载体的组成
目的基因 启动子: 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， 有了它才能驱动基因转录mRNA，最终 获得蛋白质。 终止子: 一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的尾端。使 转录在所需要的地方停止。 标记基因等 是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因 的细胞筛选出来，如青霉素基因。
③目的基因是否翻译出蛋白质
检测方法: 抗原—抗体杂交
2、个体生物学水平的鉴定
例2、回答有关基因工程的问题因工程的问题： （1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后， 可能产生粘性末端，也可能产生___ 平 末端。若要在限制酶切割目 的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生 _____ 相同（相同，不同）粘性末端的限制酶。 （2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛 素基因及其启动子等，其中启动子的作用是 提供RNA聚合酶 特异性识别结合位点，驱动基因转录 。在用表达载体转化大肠杆菌时， 2+ Ca 常用 处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛 素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与 DNA—RNA分子杂交 mRNA杂交，该杂交技术称为 。为了检测胰岛 素基因转录的mRNA是否翻译成 _，常用抗原胰岛素原（蛋白质） 抗体杂交技术。 如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的 基因插入农杆菌Ti质粒的 T—DNA 中，然后用该农杆菌感染植物 细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 染色体 上。
生物选修三 专题一 基因工程
基因工程的操作工具
基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶
大肠杆菌的一种ECORI限制酶识别GAATTC序列，
并在G和A之间切开）。
基因工程的操作工具
基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶
酶切位点：特定序列核苷酸的磷酸二酯键
基因工程的操作工具
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。 酶切位点
黏性末端
酶切位点
不同的限制性内切酶得到的黏性末端不同
SmaI限制酶的作用
SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 在G与C之 间切割
中轴线
SmaI限制酶的作用
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。
平末端
平末端
SmaⅠ
G AA T T C
G AA T T C C T T AA G
C T T AA G
G
AA T T C G
G
AA T T C G
C T T AA
C T T AA
GA A T T C
C T T A AG
基因工程的操作工具
基因的针线──DNA连接酶
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起 来，即把梯子两边扶手的断口连接起来(形成磷酸二酯 键)，这样一个重组的DNA分子就形成了。
种生物上并成功表达？
1、大多数生物的遗传物质都是DNA，且主要为双螺 旋结构，即不同生物的DNA分子基本结构是相同的， 都遵循碱基互补配对原则 。所以不同的生物DNA可
以嫁接。
2、地球上的所有生物共用一套遗传密码，所以，一
高中生物选修3 基因工程
高中生物选修3——基因工程“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E•coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：①.相同点：都缝合磷酸二酯键。
②.区别：E•coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，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连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体（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。
（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：噬菌体的衍生物、动植物病毒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。
2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：①加热至90～95℃DNA解链；②冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；③加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成第二步：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（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。
(完整版)人教版生物选修三【全】
(3)常用受体细胞
大肠杆菌（E.coli）
（四）目的基因的检测与鉴定
目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能 够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、 鉴定才能得知。
常用的检测手段主要从分子水平和个体水平进行。
1.分子水平 （分子杂交技术） （1）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因
C 离体棉花 诱导选择叶片组织
请据图回答：
（1）A过程需要的酶有______限__制__性__内__切__酶__和__D_N__A_连__接__酶_________。
（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是
___具__有__标__记__基__因__；__能__在__宿__主__细__胞___内__复__制__并__稳__定__保__存______。
抗虫基因 含kanr质粒
转基因 抗虫植株
A 构建
重组质粒
导入
土壤农杆菌 B 培养选择
含重组质粒 土壤农杆菌
侵染
D 检测
再生植株
分化
愈伤组织
C 离体棉花 诱导选择叶片组织
（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔 遗传规律。
①将转基因植株与____非__转__基__因__植__株__________杂交，其后代中抗卡那 霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、 土壤农杆菌和动植物细胞等。
导入受体细胞的方法主要是借鉴细菌或病毒侵染细 胞的途径，且因受体细胞的不同而不同。
1.导入植物细胞 （1）农杆菌转化法
（2）其他方法
• 基因枪法 • 花粉管通道法
生物选修三-基因工程
基因工程一. DNA连接酶和DNA聚合酶的比较：!）成分：蛋白质2）作用部位：催化形成磷酸二脂键（即核甘酸与核甘酸之间）3）作用过程：DNA聚合酶：将单个脱氧核昔酸连接成DNA长链DNA连接酶：将DNA片段的末端（粘性和平末端）4）作用结果：DNA连接酶：将存在的DNA片段连接成重组DNA , 不需要模板DNA聚合酶：以一条DNA链为模板，形成新的DNA 分子二. DNA重组的基本工具：1）限制性核酸内切酶：简称限制酶。
主要是从原核细胞中纯化出来的。
能够特异性识别双链DNA分子的某种特定序列（如：EcoR I识别GAATTC序列，切出粘性末端。
Sma I特异性识别CCCGGG序列，切出平末端）并且能使每一条链的特定部位的两个脱氧核甘酸之间的磷酸二酯键断开，大多数限制酶识别序列由6个核昔酸组成。
2）DNA连接酶：根据酶的来源不同，把酶分为两类：一种是大肠杆菌分离出的E'coliDNA连接酶（恢复粘性末端），另一种是从T4噬菌体分离出的T4DNA连接酶（既可以连接平末端又可以连接粘性末端，连接平末端的效率较低）3）载体：质粒是常用的载体，质粒是一种裸露的，结构简单，独立于细菌拟核之外，并具有白我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
质粒的DNA分子上有很多限制酶切割位点，供外源DNA插入其中。
质粒DNA分子上有独特的标记基因（如：四环素抗性基因，氨节青霉素抗性基因等，供重组DNA 的鉴定和选择）在基因工程中使用的运载体除质粒外，还有入噬菌体的衍生物，动植物病毒等。
三，基因工程的基本操作程序：1）获取目的基因：目的基因即编码蛋白质的基因（人工合成法：以目的基因转录成的mRNA为模版合成双链DNA的方法和根据已知的蛋白质的氨基酸序列推测出相应结构基因的核昔酸序列和从白然界已有的物种中分离出来）§基因文库：将含有某种生物的不同基因的许多DN#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的基因。
高中生物选修三专题1基因工程(含解析)
5.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗， 是把艾滋病病毒 RNA 的几个重要片段经某种处理后插
入天花病毒 DNA 中，形成重组病毒疫苗。该疫苗在人体内具有复制能力，产生的抗原蛋白
可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。在该疫苗研制过程中
① 使用了逆转录
酶② 运用基因工程手段， 用质粒作载体 ③ 可利用培养的动物细胞培养天花病毒 花病毒的间接使用价值
） ③烟
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ①②③④
3.中国二胎政策的放开，使得当前出现生育小高峰。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上
既有相同又有差异，造成这种现象的主要原因是
A. 基因突变 4.细菌抗药性基因存（
A. 核 DNA
B. 自然选择 ）
B. 质粒
C. 基因重组 C. RNA
D. 染色体变异 D. 小的直线型 DNA
________ 酶处理它的 DNA 分
子，这种酶的作用部位是 ________ ． （ 5）将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤
是________ ， 抗病基因导入受体细胞最常用的方法是 ________ ．
15.如图 1 是三种因相应结构发生替换而产生变异的过程示意图，请据图回 答．
4 / 15
________ 的形成，导致 ________ 成倍的增加． （ 3）某种植物有甲、乙两株突变植株，对它
们同一基因形成的信使 RNA 进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基
C 变为 U，乙
的第二个密码子中第二个碱基前多了一个 U，则与正常植株相比 ________ 的性状变化大．（ 4）
某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用
（1） D 是________． A 在基因工程中称为 ________．获得 B 与 C 需要 ________酶，过程 ④ 需要 ________酶． （2） C 在基因工程中称为 ________． （3）过程 ⑦ 通过细菌的分裂增殖获得大量的工程菌， 产物的表达是通过 ________过程完成．
高中生物选修三基因工程常考知识点归纳
1．基因工程的概念(1)供体：提供目的基因。
(2)操作环境：体外。
(3)操作水平：分子水平。
(4)原理：基因重组。
(5)受体：表达目的基因。
(6)本质：性状在受体体内的表达。
(7)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。
2．基础理论和技术的发展催生了基因工程(1)20世纪中叶，基础理论取得了重大突破①DNA是遗传物质的证明：1944年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。
艾弗里等人的工作可以说是基因工程的先导。
②DNA双螺旋结构和中心法则的确立：1953年，沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。
1958年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明DNA的半保留复制。
随后不久确立的中心法则，解开了DNA复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。
③遗传密码的破译：1963年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。
1966年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。
这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。
(2)技术发明使基因工程的实施成为可能①基因转移载体的发现：1967年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
②工具酶的发现：1970年，阿尔伯、内森斯、史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶(简称限制酶)后，20世纪70年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
③DNA合成和测序技术的发明：自1965年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977年，科学家又发明了DNA序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子量DNA基因的获得提供了方便。
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高中生物选修3第一章基因工程习题
一．单选题：每小题只有一个选项最符合题意。
1．下列有关基因工程的叙述，正确的是：（）
A．DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来
B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变
C．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外
D．常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
2．下列关于基因工程的叙述，正确的是：（）
A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因
B．细菌质粒是基因工程常用的运载体
C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA
D．为育成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
3．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶，打断的化学键是：（）
A．G与A之间的键 B．G与C之间的键
C．A与T之间的键 D．磷酸与脱氧核糖之间的键
4．下面图中a、b、c、d代表的结构正确的是：（）
A．a—质粒RNA B．b—限制性外切酶
C．c—RNA聚合酶D．d—外源基因
5．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是：（）A．是否有抗生素抗性 B．是否能检测到标记基因
C．是否有相应的性状 D．是否能分离到目的基因
6．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是
①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④ B．①③④Ｃ．②③④Ｄ．①②④
7．随着转基因技术的发展,基因污染也逐渐产生。
下列有关基因污染的说法不正确的是：（）A．转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库
B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
C．基因污染是一种不能增殖的污染
D．基因污染较难清除
8．美国农业部指导农民在种植转基因农作物时，要求农民在转基因农作物的行间种植一些普通的非转基因农作物，供害虫取食，这种做法的主要目的是：（）
A．保护物种多样性 B．保护害虫的天敌
C．减缓害虫抗性基因频率增加的速率 D．维持农田生态系统中的能量流动
9．多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。
PCR过程一般经历下述三十多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。
下列有关PCR过程的叙述中不正确的是：（）A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成
C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
10．基因治疗是指：（）
A．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变而恢复正常
B．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
C．把健康的外源基因导人到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
D．对有缺陷的基因进行修复，使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
11．我国科学家在利用基因工程培育抗虫棉的过程中，经提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞这三个步骤后，在全部受体细胞中，能够摄入抗虫基因的受体细胞占
A．全部B．大部分C．一半D．很少
12．基因工程的设计施工是在什么水平上进行的
A.细胞
B.细胞器
C.分子
D.原子
13．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。
相关叙述不正确的是
A．该技术将导致定向的变异
B．受精卵是理想的受体细胞
C．垂体分泌的催乳素能促进效应B细胞产生抗体
D．宜采用人工合成法获得目的基因
14．“转基因动物”是指
A．含有可利用基因的动物B．基因组中插入外源基因的动物
C．本身具有抗体蛋白类的动物 D．能表达基因信息的动物
15．1976年，美国科学家首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物。
此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内
A．能进行自我复制 B．能进行转录
C．能控制合成生长抑制素释放因子 D．能合成人的生长激素
16．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的乳汁中。
以下有关叙述，正确的是
A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目等于凝血因子氨基酸数目的3倍
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 17．英国克隆羊“多利”的产生，番茄-马铃薯的创造，单克隆抗体的制备，依次所属的生物工程技术为
A．基因工程、细胞工程、基因工程
B．细胞工程、细胞工程、细胞工程
C．基因工程、细胞工程、细胞工程
D．细胞工程、基因工程、基因工程
第Ⅱ卷非选择题
二．非选择题：
1．（7分）通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。
运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是一G↓GATCC一，请回答：
（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是。
人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是。
（2）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是
，“插入”时常用的工具是。
2．（13分）利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。
1987年美国科学家Gordon 等人首次从小鼠的乳汁中获得了一种医用蛋白质—tPA（组织型纤溶酶原激活物），开辟了基因工程产品生产的新方式。
2005年我国青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制“项目通过鉴定，该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生β-干扰素（抗病毒抗肿瘤药物）、乙肝表面抗原（乙肝疫苗）、抗凝血酶Ⅲ（抗血栓药物）等医药产品，造福人类健康。
请根据这一科技成果的研究过程回答问题。
（1）该项目研究过程中，科研人员利用合成上述药物的三种基因成功构建了含有目的基因、、终止子和的基因表达载体，然后用技术导入山羊胚胎细胞中，并获得了含有这三种基因的细胞株。
（2）将含有这三种基因的细胞在体外培养时，必须满足无菌无毒、、、等条件，才能使细胞大量增殖。
（3）提取上述细胞的细胞核，转移到去核的卵细胞内，然后构建重组胚胎，再将这种胚胎移入代孕母羊体内，则可产出能生产这三种药物的奶山羊。
此过程中，要用去核的卵细胞作为受体，其原因是；
（4）请列举这一科技成果的研究过程运用了哪些现代生物科学技术？
、、。
（5）该项目成功通过鉴定的关键是什么？。
（6）乳腺生物反应器可用来生产多肽类药品、抗体、疫苗、酶制剂等。
除乳腺生物反应器外，人们还利用、等方法来生产上述物质。
a
3．（8分）下图a 示基因工程中经常选用的运载体——pBR322质粒，Amp r 表示氨苄青霉素抗性
基因，Tet r 表示四环素抗性基因。
目的基因如果插入某抗性基因中，将使该基因失活，而不再
具有相应的抗性。
为了检查运载体是否导入原本没有Amp r 和Tet r 的大肠杆菌（受体细胞），将
上培养，得到如图b 的结果（黑点
表示菌落）基上，使绒布面沾上菌落，布按到含四环素的培养基上培养，到如图c 的结果（空圈表示与b 菌落的位置）。
据此分析并回答：
（1）pBR322质粒的化学本质是 ，其控制着 等性状，质粒的复制必须
在 中完成。
（2）根据用途，题中所用培养基属于 ，与图c 空圈相对应的图b 中的菌落表现型是 ，由此说明目的基因插入了 中。
（3）若用pBR322质粒作为运载体，通过基因工程生产食品，是否存在食品安全性问题？试说明理由。
4．(7分)资料显示，近十年来，PCR 技术（DNA 聚合酶链式反应技术）成为分子生物 实验的一种常规手段，其原理是利用DNA 半保留复制的特性，在试管中进行DNA 的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。
请据图回答：
（1）加热至94℃的目的是使DNA 样品的 键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 酶的作用来完成的。
通过分析得出新合成的DNA 分子中，A=T ，C=G ，这个事实说明DNA 分子的合成遵循 。
（2）新合成的DNA 分子与模板DNA 分子完全相同的原因是
和 。
（3）PCR 技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。
若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR 扩增血液中的（ ）
A ．白细胞DNA
B ．病毒蛋白质
C ．血浆抗体
D ．病毒核酸。