基因工程学习资料
基因工程知识点总结归纳(更新版)
基因工程绪论1、克隆（clone）：作名词：含有目的基因的重组DNA分子或含有重组分子的无性繁殖。
作动词：基因的分离和重组的过程。
2、基因工程（gene engineering）：体外将目的基因插入病毒、质粒、或其他载体分子中，构成遗传物质的新组合，并使之掺入到原先没有这些基因的宿主细胞内，且能稳定的遗传。
供体、受体和载体是基因工程的三大要素。
3、基因工程诞生的基础三大理论基础：40年代发现了生物的遗传物质是DNA；50年代弄清楚DNA 的双螺旋结构和半保留复制机理；60年代确定遗传信息的遗传方式。
以密码方式每三个核苷酸组成一个密码子代表一个氨基酸。
三大技术基础：限制性内切酶的发现；DNA连接酶的发现；载体的发现3、基因工程的技术路线：切：DNA片段的获得；接：DNA片段与载体的连接；转：外源DNA片段进出受体细胞；选：选择基因；表达：目的基因的表达；基因工程的工具酶1、限制性内切酶（restriction enzymes）：主要是从原核生物中分离纯化出来的，是一类能识别双链DNA分子中某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶。
2、限制酶的命名：属名（斜体）+种名+株系+序数3、II型限制性内切酶识别特定序列并在特定位点切割4、同裂酶：来源不同，其识别位点与切割位点均相同的限制酶。
5、同尾酶：来源不同，识别的靶序列不同，但产生相同的黏性末端的酶形成的新位点不能被原来的酶识别。
6、限制性内切酶的活性：在适当反应条件下，1小时内完全酶解1ug特定的DNA 底物，所需要的限制性内切酶的量为1个酶活力单位。
7、星号活性：改变反应条件，导致限制酶的专一性和酶活力的改变。
8、DNA连接酶的特点：具有双链特异性，不能连接两条单链DNA分子或闭合单链DNA，连接反应是吸能反应，最适反应温度是4至15度，最常用的是T4连接酶。
9、S1核酸酶：特异性降解单链DNA或RNA。
10、RNAH降解与DNA杂交的RNA，用于cDNA文库建立时除去RNA以进行第二链的合成。
基因工程知识点
基因工程各章知识点第一章绪论1．基因工程的首例操作实验三大理论基础：DNA是遗传物质、DNA的双螺旋结构和半保留复制、遗传密码的破译和遗传物质传递方式的确定三大技术基础：限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割、DNA连接酶的发现与DNA片段的连接、基因工程载体的研究与应用基因工程的诞生：72年，P.Berg首次实现体外DNA重组：体外用EcoRI分别切割SV40和λDNA,并用T4 DNA连接酶连接成为重组的杂种DNA分子73年，S.Cohen 体外重组DNA并转化：具Kanr的E.Coli质粒R6－5和具Tetr的E.Coli质粒pSC101切割并连接转化的大肠杆菌具有双重抗性S.Cohen 和H.Boyer首次实现真核基因在原核中表达：将非洲爪蟾的DNA与E.Coli质粒（pSC101）体外切割并连接，转化大肠杆菌2．基因工程的基本概念基因工程是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种新物体（受体）内，使之稳定遗传并表达出新产物或具有新性状的DNA体外操作技术，也称为分子克隆或重组DNA 技术。
供体、载体、受体是基因工程的三大基本元件。
3．基因工程的基本操作过程a分离目的DNA片段：酶切、PCR扩增、化学合成等。
b重组：体外连接的DNA和载体DNA，形成重组DNA分子。
c转化：将重组DNA分子导入受体细胞并与之一起增殖。
d筛选：鉴定出获得了重组DNA分子的受体细胞。
e对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。
第二章载体1．理解用PBR322和PUC18作载体的克隆外源基因的原理。
答案不确定PBR322作载体的克隆外源基因的原理:PBR322质粒具有12 种限制性内切酶的单一识别位点：Tet r 基因内有7个酶切位点：Bam HⅠ，SalⅠ：Amp r基因内有3 个酶切位点：PstⅠ。
Eco RⅠ和HindⅢ不在抗生素基因内，不导致插入失活。
《基因工程是一种重组 DNA 技术》 学历案
《基因工程是一种重组 DNA 技术》学历案一、学习目标1、理解基因工程的定义和基本原理，明确其作为重组 DNA 技术的核心概念。
2、掌握基因工程的主要操作步骤，包括目的基因的获取、载体的选择与构建、重组 DNA 的形成、导入受体细胞以及筛选和鉴定。
3、了解基因工程在农业、医药、工业等领域的应用，认识其对人类生活和社会发展的重要影响。
4、培养对基因工程的科学态度，关注其发展带来的伦理和社会问题。
二、学习重难点1、重点基因工程的基本原理和操作步骤。
基因工程在不同领域的应用实例。
2、难点目的基因的获取方法和技术。
重组 DNA 导入受体细胞的方法和原理。
三、学习过程（一）知识准备在学习基因工程之前，我们需要先了解一些相关的基础知识。
1、 DNA 的结构和功能DNA 是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的双螺旋结构，它携带着生物体的遗传信息。
基因是具有遗传效应的 DNA 片段，控制着生物体的性状。
2、中心法则中心法则描述了遗传信息从 DNA 传递到 RNA，再到蛋白质的过程。
这是基因表达的基本途径。
3、酶的作用在基因工程中，会用到多种酶，如限制性内切酶、DNA 连接酶等。
限制性内切酶能够识别特定的核苷酸序列并切割 DNA，DNA 连接酶则能够将两段 DNA 连接起来。
（二）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 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。
其核心是构建重组 DNA 分子，即将不同来源的 DNA 片段连接在一起，形成新的 DNA 分子。
基因工程的基本原理基于以下几点：1、不同生物的 DNA 分子具有相同的化学组成和双螺旋结构，这使得来自不同生物的基因可以拼接在一起。
2、基因是控制生物性状的基本遗传单位，具有相对独立性。
3、各种生物都共用一套遗传密码，这使得一种生物的基因能够在另一种生物体内得以表达。
（三）基因工程的操作步骤1、目的基因的获取目的基因是指我们希望导入受体细胞并表达的基因。
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。
分子生物学与基因工程
分子生物学与基因工程引言：分子生物学与基因工程是现代生物学领域中最为重要和前沿的研究方向之一。
分子生物学研究了生物体内分子的结构、功能和相互作用，而基因工程则利用分子生物学的原理和技术，对生物体内的基因进行操作和改造，以实现对生物体的控制和改良。
本教案将分为三个小节，分别探讨分子生物学的基础知识、基因工程的原理和应用以及分子生物学与基因工程在生物医学领域的应用。
第一小节：分子生物学的基础知识（700字左右）1. 分子生物学的起源和发展- DNA的发现和双螺旋结构的揭示- 中心法则的提出和基因的概念- 分子生物学的研究方法和技术的发展2. DNA的结构和功能- DNA的化学组成和结构特点- DNA的复制、转录和翻译过程- DNA的遗传信息传递和遗传变异3. RNA的结构和功能- mRNA、tRNA和rRNA的功能和作用- RNA的修饰和调控- RNA在基因表达中的重要性第二小节：基因工程的原理和应用（700字左右）1. 基因工程的基本原理- DNA的重组和修饰技术- 基因的克隆和表达- 基因组编辑和定点突变2. 基因工程在农业领域的应用- 转基因作物的培育和应用- 抗虫、抗病和耐逆性的改良- 农作物品质和产量的提高3. 基因工程在医学领域的应用- 基因治疗和基因药物的研发- 基因诊断和个性化医疗- 基因工程在疾病治疗中的前景第三小节：分子生物学与基因工程在生物医学领域的应用（700字左右）1. 基因组学和蛋白质组学的发展- 基因组学和蛋白质组学的研究方法和技术- 基因组学和蛋白质组学在疾病研究中的应用2. 疾病基因的发现和研究- 遗传性疾病的基因定位和克隆- 疾病相关基因的功能解析和调控机制研究- 基因工程在疾病治疗中的应用前景3. 基因工程在干细胞和再生医学中的应用- 干细胞的特性和应用前景- 基因工程在干细胞治疗和组织工程中的应用- 基因工程在器官移植和再生医学中的前景结语：分子生物学与基因工程作为现代生物学的重要分支，不仅推动了生物学的发展，也为人类社会的进步和生活质量的提高做出了巨大贡献。
《基因工程说课》课件
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目 录
• 基因工程简介 • 基因工程的基本技术 • 基因工程实验操作流程 • 基因工程的安全与伦理问题 • 未来展望
01
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基因工程简介
基因工程的定义
基因工程是指通过人工操作将外源基因导入细胞或生物体内，以改变其遗传物质， 从而达到改良生物性状、生产生物制品或治疗遗传性疾病目的的技术。
基因工程是生物工程的一个重要分支，它利用分子生物学和分子遗传学的原理和技 术，对生物体的遗传物质进行操作和改造。
基因工程的基本操作包括基因克隆、基因转移、基因表达和基因沉默等，这些技术 为人类提供了强大的工具来探索和利用生命系统的奥秘。
基因工程的历史与发展
基因工程的起源可以追溯到20世纪70 年代初期，当时科学家们开始探索限制 性内切酶和DNA连接酶等基本工具，
健康风险
基因工程可能对人类健康产生负面 影响，如基因治疗中的副作用。
安全风险
基因工程可能被用于制造生物武器 或生物恐怖主义。
基因工程的伦理问题
人类基因编辑
基因资源与知识产权
基因工程应用于人类胚胎编辑可能引 发一系列伦理问题，如设计婴儿等。
基因资源属于全人类共享的遗产，涉 及知识产权和利益分配问题。
为基因操作奠定了基础。
1973年，美国科学家斯坦利·柯恩和赫 伯特·博耶利用限制性内切酶和DNA连 接酶，成功地将SV40病毒的DNA切割 并重新连接，从而实现了第一个重组
DNA分子。
自此以后，基因工程技术不断发展，逐 渐形成了完整的理论体系和技术体系， 并在医学、农业、工业和基础研究中得
到了广泛应用。
基因歧视
基因信息可能被用于歧视某些人群， 如保险、就业等方面。
《基因工程及其应用》 学历案
《基因工程及其应用》学历案一、学习目标1、理解基因工程的概念和原理。
2、掌握基因工程的基本操作工具。
3、了解基因工程的操作步骤。
4、认识基因工程在农业、医药、环境保护等领域的应用。
二、知识回顾在学习基因工程之前，我们先来回顾一下与基因相关的一些基础知识。
基因是具有遗传效应的 DNA 片段，它控制着生物体的性状。
DNA 是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的双螺旋结构。
中心法则揭示了遗传信息的流动方向，包括 DNA 的复制、转录和翻译等过程。
三、基因工程的概念基因工程，又叫基因拼接技术或 DNA 重组技术，是指按照人们的意愿，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。
四、基因工程的原理基因工程的原理是基因重组。
传统的杂交育种是在同种生物之间进行的基因重组，而基因工程则打破了物种之间的界限，实现了不同物种之间的基因重组。
五、基因工程的操作工具1、限制性核酸内切酶（简称限制酶）限制酶能够识别双链 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。
2、 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，形成重组 DNA 分子。
3、运载体常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
运载体需要具备的条件有：能够在宿主细胞中复制并稳定保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选。
六、基因工程的操作步骤1、目的基因的获取目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以通过人工合成的方法获得。
2、基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。
将目的基因与运载体结合，形成重组DNA 分子。
3、将目的基因导入受体细胞根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同。
例如，将目的基因导入植物细胞可以采用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；导入动物细胞常用的方法是显微注射法；导入微生物细胞则通常用感受态细胞法。
基因工程高三知识点
基因工程高三知识点基因工程是现代生物学中的一项重要技术，通过改变生物体的遗传物质（DNA）来创造新的基因组合或改变生物体的性状。
在高中生物学课程中，学生需要掌握基因工程的基本原理、应用以及相关的伦理和社会问题。
以下是基因工程的一些高三知识点。
一、基因工程的基本原理基因工程是利用DNA技术改变生物体的遗传信息，主要包括以下几个步骤：1. DNA提取：从感兴趣的生物体中提取DNA，通常使用PCR 技术扩增目标DNA片段。
2. DNA剪切：利用限制酶切割目标DNA，产生特定的切口。
3. DNA连接：将DNA片段连接到载体DNA上，形成重组DNA。
4. DNA转化：将重组DNA导入目标细胞中，使其具有新的遗传特性。
5. PCR扩增：使用聚合酶链反应扩增目标DNA的数量。
二、基因工程的应用领域1. 农业领域：基因工程可以用于改良作物，包括提高抗病虫害能力、增加产量、提高品质等。
2. 医学领域：基因工程可以用于制备重组蛋白药物，如胰岛素、生长激素等。
3. 环境领域：基因工程可以用于环境修复，包括通过基因修复技术降解污染物。
4. 科研领域：基因工程可以用于基因功能研究、疾病模型建立等。
三、基因工程的风险与伦理问题1. 生物安全风险：基因工程可能导致基因剥离和转基因生物的释放，风险包括基因污染、基因流动等。
2. 伦理问题：基因工程涉及到修改生物的基因组，可能引发对自然与人类的伦理关切，如人类基因改造、人类克隆等。
四、国际和国内基因工程的监管措施1. 国际监管：1992年生物安全议定书规定，转基因生物的跨国转运需要进行风险评估和合格证明。
2. 国内监管：我国设立了生物安全管理委员会，建立了转基因食品的安全管理体系。
五、基因工程的前景与挑战基因工程作为一种重要的生物技术，将会继续在农业、医学、环境等领域发挥重要作用。
但同时也面临着风险与挑战，需要加强监管、推动科学研究和公众教育。
总结：基因工程作为现代生物学的重要分支，已经在农业、医学、环境等领域取得了巨大的进展和应用。
专题 基因工程知识点梳理(含教材答案)
专题1 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。
﹡原理：基因重组﹡目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
﹡意义：能够打破生物种属的界限（即打破生殖隔离，克服远源杂交不亲和的障碍），在分子水平上定向改变生物的遗传特性。
﹡操作水平：DNA分子水平【思考】：（1）基因工程的物质基础是：所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。
（2）基因工程的结构基础是：所有生物的DNA均为双螺旋结构。
（3）一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码子。
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（回文结构特点）。
①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。
②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶（1）分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类（2）功能：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
★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．coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。
(3)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。
高中生物学选择性必修3基因工程的应用
知识点一 基因工程在农牧业方面的应用
梳理教材
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
1．转基因抗虫植物 (1)方法：从某些生物中分离出具有____抗__虫___功__能__的__基__因______，将其导入作物中。 (2)成果：______转__基__因__抗__虫__棉___花_______、玉米、水稻等。 (3)意义：减少____化__学__杀__虫__剂_____的使用，降低生产成本，减少环境污染。 2．转基因抗病植物 (1)方法：将来源于某些病毒、真菌等的___抗__病__基__因____导入植物中。 (2)成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜等。 (3)意义：能获得用常规育种方法很难培育出的_________抗__病__的__新__品__种___________。
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
解析：将抗逆性基因导入农作物体内，可用于提高农作物的抗逆能力， A 正确；我国转基因抗虫棉是转入了苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育出来的， B 错误；因为盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内调节渗透压有关，所以科 学家可以调节细胞渗透压的基因，来提高作物抗盐碱、抗干旱的能力，这在 烟草等植物中已获得了比较明显的成果，C 正确；外源生长激素基因表达可 以使转基因动物生长更快，D 正确。
(4)用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工 程菌。( √ )
互动探究
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
1．(科学思维)用乳腺生物反应器或乳房生物反应器可大量生产药物，构 建这种药物基因的表达载体时，需要怎样的启动子？
提示：乳腺蛋白基因的启动子。
2．什么是干扰素？有何作用？用什么方法可大量生产干扰素？ 提示：干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。干 扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，它是一种抗病毒的特效药。用基因工 程的方法利用大肠杆菌及酵母菌细胞大量生产干扰素。
基因工程知识点全
第一章基因工程概述1.什么是基因工程,基因工程的基本流程基因工程Genetic engineering原称遗传工程;从狭义上讲,基因工程是指将一种或多种生物体供体的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体受体内,使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状;因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素;1.分离目的基因2.限制酶切目的基因与载体3.目的基因和载体DNA在体外连接4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养5.选择、筛选含目的基因的克隆6.培养、观察目的基因的表达第二章基因工程的载体和工具酶1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件➢具有对受体细胞的可转移性或亲和性;➢具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点;➢具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点;➢具有合适的筛选标记;➢分子量小,拷贝数多;➢具有安全性;2. 质粒载体有什么特征,有哪些主要类型1、自主复制性2、可扩增性3、可转移性4、不相容性主要类型有1.克隆质粒2.测序质粒3.整合质粒4.穿梭质粒5.探针质粒6.表达质粒3. 质粒的构建1删除不必要的 DNA 区域,尽量缩小质粒的分子量,以提高外源 DNA 片段的装载量;一般来说,大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞,而且极不稳定;2灭活某些质粒的编码基因,如促进质粒在细菌种间转移的 mob 基因,杜绝重组质粒扩散污染环境,保证 DNA 重组实验的安全,同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因,提高质粒的拷贝数3加入易于识别的选择标记基因,最好是双重或多重标记,便于检测含有重组质粒的受体细胞;4在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的 DNA序列,即多克隆接头Polylinker,便于多种外源基因的重组,同时删除重复的酶切位点,使其单一化,以便环状质粒分子经酶处理后,只在一处断裂,保证外源基因的准确插入;5根据外源基因克隆的不同要求,分别加装特殊的基因表达调控元件;4. 什么是人工染色体载体将细菌接合因子、酵母或人类染色体上的复制区、分配区、稳定区与质粒组装在一起,即可构成染色体载体5. 什么是穿梭载体人工构建的、具有两种不同复制起点和选择标记、可以在两种不同的寄主细胞中存活和复制的载体;6.入-噬菌体载体及构建-DNA为线状双链DNA分子,长度为,在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端;➢1缩短长度提高外源 DNA 片段的有效装载量删除重复的酶切位点➢引入单一的多酶切位点接头序列,增加外源DNA片段克隆的可操作性➢灭活某些与裂解周期有关基因;➢使λ-DNA载体只能在特殊的实验条件下感染裂解宿主细菌,以避免可能出现的污染现象的发生;➢加装选择标记,便于重组体的检测单链噬菌体DNA载体➢过定点诱变技术封闭重复的重要限制性酶切口;➢引入合适的选择性标记基因,如含有启动子、操作子和半乳糖苷酶氨基端编码序列lacZ’的乳糖操纵子片段lac、组氨酸操纵子片段his以及抗生素抗性基因等;➢将人工合成的多克隆位点接头片段插在 lacZ’标记基因内部,使得含有重组子的噬菌斑呈白色,而只含有载体 DNA 的混浊噬菌斑呈蓝色;➢4在多克隆位点接头片段的两侧区域改为统一的 DNA 测序引物序列,使得重组 DNA 分子的单链形式经分离纯化后,可直接进行测序反应;8. II类限制性内切核酸酶的特点限制性核酸内切酶 Restriction endonucleases是一类能在特异位点上催化双链DNA 分子的断裂,产生相应的限制性片段的核酸水解酶;➢识别位点的特异性：每种酶都有其特定的DNA识别位点,通常是由4、5或6核苷酸组成的特定序列靶序列;➢识别序列的对称性：靶序列通常具有双重旋转对称的结构,即双链的核苷酸顺序呈回文结构;➢切割位点的规范性：双链DNA被酶切后,分布在两条链上的切割位点旋转对称可形成粘性末端或平末端的DNA分子;同位酶：一部分酶识别相同的序列,但切点不同,这些酶称为同位酶;同裂酶：识别位点与切割位点均相同的不同来源的酶称为同裂酶同尾酶Isocandamers：识别位点不同,但切出的 DNA 片段具有相同的末端序列,这些酶称为同尾酶;9.甲基化酶Ⅱ类限制性内切酶有相应甲基化酶伙伴,甲基化酶的识别位点与限制性内切酶相同,并在识别序列内使某位碱基甲基化,从而封闭该酶切口;甲基化酶在封闭一个限制性内切酶切口的同时,却产生出另一种酶的切口➢甲基化酶可修饰限制性核酸内切酶识别序列,从而使DNA免受相应的限制性核酸内切酶的切割;➢甲基化酶的用途就是在必要时可以封闭某一限制性核酸内切酶的酶切位点;连接酶连接作用的特点:①DNA连接酶需要一条DNA链的3’末端有一个游离的羟基-OH,另一条DNA链的5’末端有一个磷酸基-P的情况下,只有在这种情况下,才能发挥连接DNA分子的作用;②只有当3’－OH和5’－P彼此相邻,并且各自位于与互补链上的互补碱基配对的两个脱氧核苷酸末端时,DNA连接酶才能将它们连接成磷酸二酯键;③DNA连接酶不能连接两条单链的DNA分子或环化的单链DNA分子,被连接的DNA链必须是双螺旋DNA分子的一部分;④DNA连接酶只能封闭双螺旋DNA上失去一个磷酸二酯键所出现的单链缺口nick,而不能封闭双链DNA的某一条链上失去一个或数个核苷酸所形成的单链裂口gap;⑤由于在羟基和磷酸基团之间形成磷酸二酯键是一种吸能反应,因此,DNA连接酶在进行连接反应时,还需要提供一种能源分子NAD＋或ATP11.大肠杆菌 DNA聚合酶和Klenow大片段各有什么作用DNA聚合酶作用的特点：➢要有底物4种dNTP为前体催化合成DNA;➢接受模板指导;➢需要有引物3’羟基的存在;➢不能起始合成新的DNA链;➢催化dNTP加到生长中的DNA链3’-OH末端;➢催化DNA的合成方向是5’→3’;Klenow酶的基本性质：➢大肠杆菌DNA聚合酶I经胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶部分水解生成的C末端604个氨基酸残基片段,即Klenow酶;分子量为76kDa;➢Klenow酶仍拥有5’→3’的DNA聚合酶活性和5’→3’的核酸外切酶活性,但失去了5’→3’的核酸外切酶活性;Klenow酶的基本用途：➢修复由限制性核酸内切酶造成的 3’凹端,使之成为平头末端;➢以含有同位素的脱氧核苷酸为底物,对DNA片段进行标记;➢用于催化 cDNA 第二链的合成;➢用于双脱氧末端终止法测定 DNA 的序列;聚合酶T4-DNA聚合酶酶的基本特性：➢有3’→5’的核酸外切酶活性和5’→3’的DNA聚合酶活性;➢在无dNTP时,可以从任何3’-OH端外切;➢在只有一种dNTP时,外切至互补核苷酸;➢在四种dNTP均存在时,聚合活性占主导地位;T4-DNA聚合酶的基本用途：切平由核酸内切酶产生的3’粘性末端13. 影响连接效率的因素有：➢温度最主要的因素离子浓度➢ATP的浓度 10μM - 1μM➢连接酶浓度平末端较粘性末端要求高➢反应时间通常连接过夜➢插入片段和载体片段的摩尔比➢DNA末端性质➢DNA片段的大小14.如何将不同DNA分子末端进行连接1.相同粘性末端的连接如果外源DNA与载体DNA均用相同的限制性内切酶切割,则不管是单酶酶解还是双酶联合酶解,两种DNA分子均含有相同的粘性末端,因此混合后能顺利的连接成一个重组DNA分子 2.平头末端的连接T4-DNA连接酶在ATP和高浓度酶的条件下,能连接具有完全碱基配对的平末端DNA分子,但平末端连接效率不高,基因操作不经常采用;3.不用粘性末端的连接3’端的粘性末端用T4-DNA聚合酶切平5’端的粘性末端用klenow酶补平,或者用S1核酸酶切平最后用T4-DNA连接酶进行平末端连接15. 碱性磷酸酶有什么作用1.该酶用于载体 DNA的5’末端除磷操作,以提高重组效率；2.用于外源DNA片段的5’端除磷,则可有效防止外源 DNA 片段之间的连接;16. 末端脱氧核苷酸转移酶有哪些作用➢给载体或目的DNA加上互补的同聚物尾;➢DNA片段3’末端的同位素标记;17. 2、细菌转化的步骤：∙感受态的形成;感受态时细胞表面出现各种蛋白质和酶类,负责转化因子的结合、切割及加工;感受态细胞能分泌一种小分子量的激活蛋白或感受因子,其功能是与细胞表面受体结合,诱导某些与感受态有关的特征性蛋白质如细菌溶素的合成,使细菌胞壁部分溶解,局部暴露出细胞膜上的 DNA 结合蛋白和核酸酶等;∙转化因子的结合;受体菌细胞膜上的DNA结合蛋白可与转化因子的双链DNA结构特异性结合,单链DNA或RNA双链RNA以及DNA/RNA杂合双链都不能结合在膜上;∙转化因子的吸收;双链 DNA 分子与结合蛋白作用后,激活邻近的核酸酶,一条链被降解,而另一条链则被吸收到受体菌中;∙整合复合物前体的形成;进入受体细胞的单链 DNA 与另一种游离的蛋白因子结合,形成整合复合物前体结构,它能有效地保护单链DNA免受各种胞内核酸酶的降解,并将其引导至受体菌染色体DNA处;∙转化因子单链DNA的整合;供体单链DNA片段通过同源重组,置换受体染色体DNA的同源区域,形成异源杂合双链 DNA结构;+诱导转化原理：①在0℃的Cacl2低渗溶液中,细菌细胞发生膨胀,同时Cacl2使细胞膜磷脂层形成液晶结构促使细胞外膜与内膜间隙中的部分核酸酶解离开来,诱导大肠杆菌形成感受态;②Ca2+能与加入的DNA分子结合,形成抗DNA酶DNase的羟基-磷酸钙复合物,并黏附在细菌细胞膜的外表面上;当42℃热刺激短暂处理细菌细胞时,细胞膜的液晶结构发生剧烈扰动,并随之出现许多间隙,为DNA分子提供了进入细胞的通道;③Mg2+对DNA分子有很大的稳定性作用,因此利用Mgcl2与Cacl2共同处理大肠杆菌细胞,可以提高DNA的转化效率;∙但该法要求条件高,对外界污染物极为敏感,通常很少采用;介导细菌的原生质体转化∙PEG是乙二醇的多聚物, 存在不同分子量的多聚体,它可改变各类细胞的膜结构, 使两细胞相互接触部位的膜脂双层中脂类分子发生疏散和重组,此时相互接触的两细胞的胞质沟通成为可能,从而造成细胞之间发生融合;20.电穿孔法是指在细胞上施加短暂、高压的电流脉冲,在质膜上形成纳米大小的微孔,DNA直接通过这些微孔或者作为微孔闭合时所伴随发生的膜组分重新分布通过质膜进入细胞质中,这种方法称为电穿孔法;P52 接合转化,入噬菌体感染未归纳21.转化率的影响因素.载体及重组DNA方面载体本身的性质：不同的载体转化同一株受体细胞,其转化率不同;载体的空间构象：与受体细胞亲和性较强的质粒载体转化率要高于亲和性较弱的质粒载体; 插入片段大小：对质粒载体而言,插入片段越大,转化效率越低;重组DNA分子的浓度和纯度受体细胞方面：受体细胞必须与载体相匹配转化操作的影响22.转化细胞的扩增转化细胞的扩增操作：指转化完成之后细胞的短时间培养;在实验时,扩增操作往往与转化操作偶联在一起,如：∙Ca2+诱导转化后的37℃培养一个小时∙原生质体转化后的再生过程∙λ噬菌体转染后的30℃培养等,均属扩增操作扩增操作的目的∙增殖转化细胞,使得有足够数量的转化细胞用于筛选程序;∙扩增和表达载体分子上的标记基因,便于筛选;∙表达外源基因,便于筛选和鉴定;23.抗药性筛选法这是利用载体DNA分子上的抗药性选择标记进行的筛选方法;抗药性筛选法的基本原理：抗药性筛选法可区分转化子与非转化子、重组子与非重组子将外源DNA片段插在EcoRI位点：∙非重组子呈 Apr、Tcr∙重组子呈 Apr、Tcr将外源DNA片段插在BamHI位点：∙非重组子呈 Apr、Tcr∙重组子呈 Apr、Tcs抗药性筛选法的基本操作：先将转化液涂布含有Ap的平板再将Ap平板上的转化子影印至含有Tc的平板上在Ap平板上生长,但在Tc平板上不长的转化子即为重组子 P56抗药性标记插入失活选择法∙经过上述抗药性筛选获得的大量转化子中既包括需要的重组子,也含有不需要的非重组子;为了进一步筛选出重组子,可利用质粒载体的双抗药性进行再次筛选;如果外源基因插入在载体的抗药性基因中间使得该抗药性基因失活,这种抗药性标记就会消失,从而筛选出阳性重组子;24. 什么是蓝白斑筛选法这种方法是根据组织化学的原理来筛选重组体;主要是在λ载体的非必要区插入一个带有大肠杆菌β—半乳糖苷酶的基因片段,携带有lac基因片段的λ载体转入lac的宿主菌后,在含有5—溴—4—氯—3—引哚—β—D—半乳糖苷X-gal平板上形成浅蓝色的噬菌斑;外源基因插人lac或lac基因部分被取代后,重组的噬菌体将丧失分解X-gal的能力,转入lac-宿主菌后,在含有5—溴—4—氯—3—引哚—β—D—半乳糖苷 X-gal平板上形成白色的噬菌斑,非重组的噬菌体则为蓝色噬菌斑;筛选法利用合适的引物,以从初选出来的阳性克隆中提出的质粒为模板进行PCR,通过对PCR产物的电泳分析,确定目的基因是否插入到载体中;由于在载体DNA分子中,外源DNA插入位点的两侧序列多数是已知的,可以设计合成相应的PCR引物,以待鉴定的转化子或重组子的DNA为模板进行PCR反应,反应产物经琼脂糖凝胶电泳,若出现特异性扩增DNA带,并且其分子量同预期的一致,则可确定含此重组DNA分子的重组子是期待的重组子;第三章基因工程的常规技术1. 探针有哪些类型探针标记有哪些方法类型：同源或部分同源探针cDNA探针人工合成的寡核苷酸探针标记方法：①5’端标记法②反转录标记法③缺刻前移标记法④ABC标记法4.什么是ABC荧光显色酶标记法ABC 标记法;∙A为Avidin生物素抗性蛋白,每个Avidin分子可结合3 - 4个生物素分子；∙B为Biotin生物素,每个Biotin分子可结合2个Avidin分子；∙C为Complex,首先将Biotin共价结合在探针分子上,荧光胺标记在Avidin上,两者形成复合物,即可将荧光胺标记在探针上,发出的荧光也能使普通胶片感光;如果将某一生色酶接在Avidin上,并辅以合适底物,则杂交反应还可直接以颜色反应检测,这一技术称为酶标技术5.亚克隆法∙亚克隆：是将克隆片段进一步片段化后再次进行的克隆;∙一般是将重组DNA分别用几种限制性核酸内切酶切割后,将所得各片段分别重组到载体上再转化宿主细胞,然后通过转化细胞的表型鉴定或鉴定,获得含有目的基因的重组子;此时,该重组分子中的无关DNA区域以被大量删除;6. 菌落嗜菌斑原位杂交的基本原理、流程∙该项技术是直接把菌落印迹转移到硝酸纤维素滤膜上,经溶菌和变性处理后使DNA 暴露出来并与滤膜原位结合再与特异性DNA探针杂交,筛选出含有插入序列菌落;∙操作步骤：∙①菌落生长∙②转移到NC膜上∙③DNA释放和变性∙变成单链DNA：∙ 10％SDS NaOH∙④中和 Tris-HCl pH∙⑤固定 80 ℃ 120’∙⑥杂交包括预杂交,加探针DNA杂交∙⑦放射自显影∙⑧对照比较,选出重组克隆7.鸟枪法∙鸟枪法：将某种生物体的全基因组或单一染色体切成大小适宜的 DNA 片段,分别连接到载体 DNA上,转化受体细胞,形成一套重组克隆,从中筛选出含有目的基因的期望重组子;鸟枪法制备目的基因的主要步骤∙①目的基因组DNA片段的制备超声波处理：片段长度均一,大小可控,平头末端;原核生物的基因长度大都在2Kb以内,真核生物的基因长度变化很大,最大的基因可达100Kb以上;全酶切：片段长度不均一,粘性末端便于连接,但有可能使目的基因断开,大小不可控;部分酶切：片段长度可控,含有粘性末端,目的基因完整;∙②DNA片段与载体连接如果转化子采用菌落原位杂交法或限制性酶切图谱法筛选,则选择多拷贝克隆载体；如果转化子采用基因产物功能检测法筛选,则选择表达型载体;∙③重组DNA分子导入受体细胞如果转化子采用菌落原位杂交法或限制性酶切图谱法筛选,则选择大肠杆菌作为受体细胞；如果转化子采用基因产物功能检测法筛选,则选择能使目的基因表达的受体细胞;∙④筛选含有目的基因的目的重组子菌落原位杂交法、基因产物功能检测法筛选模型的建立;∙⑤目的基因的定位利用鸟枪法获得的期望重组子只是含有目的基因的 DNA 片段,必须通过次级克隆或插入灭活,在已克隆的 DNA 片段上准确定位目的基因,然后对目的基因进行序列分析,搜寻其编码序列以及可能存在的表达调控序列;法酶促逆转录主要用于合成分子质量较大,转录产物mRNA易分离的目的基因;这种方法以目的基因的mRNA为模板,在逆转录酶的作用下合成互补的DNA,即cDNA,然后在DNA聚合酶的催化下合成双链cDNA片段,与适当的载体重组后转入受体菌扩增,获得目的基因的cDNA克隆; 的分离纯化绝大多数的真核生物mRNA在其3’端都存在一个多聚腺苷酸的尾巴,利用它可以迅速的将mRNA从细胞总的混合物中分离出来,将寡聚脱氧胸腺嘧啶共价交联在纤维素分子上,制成亲和层析柱,然后将细胞总的RNA混合物上层析柱分离,mRNA会挂在层析住上,后洗脱即可分离10. 简述PCR技术的基本原理,PCR反应体系的主要成分与主要程序是怎样的PCR技术的基本原理：类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物;过程：PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR 扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火复性：模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链;重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板;每完成一个循环需2～4分钟, 2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍;11. 什么是基因组文库其构建方法是怎样的是指将某种生物的全部基因组的遗传信息贮存在可以长期保存的稳定的重组体中,以备需要时能够随时应用它分离所需要的目的基因,这种保存基因遗传信息的材料,就称为基因文库又称DNA文库;基因组文库构建的一般步骤①载体的选择和制备;②高纯度、大分子量基因组 DNA 的提取;③基因组 DNA 的部分酶切与分级分离;④载体与DNA片段的连接;⑤转化或侵染宿主细胞;⑥筛选鉴定基因组及保存;12. 基因组DNA文库的质量标准除了尽可能高的完备性外,一个理想的基因组DNA文库应具备下列条件：∙重组克隆的总数不宜过大,以减轻筛选工作的压力∙载体的装载量最好大于基因的长度,避免基因被分隔克隆;∙克隆与克隆之间必须存在足够长度的重叠区域,以利于克隆排序;∙克隆片段易于从载体分子上完整卸下;∙重组克隆能稳定保存、扩增、筛选;基因文库的构建通常采用鸟枪法和cDNA法13.外源DNA片段的切割原则片段之间要有一定的重叠序列片段大小要均一文库构建的步骤∙细胞总RNA的提取和mRNA的分离∙第一链cDNA合成∙第二链cDNA合成∙双链cDNA的分级分离∙双链cDNA克隆进质粒或噬菌体载体并导入宿主中繁殖∙重组体的筛选与鉴定第四章基因在大肠杆菌、酵母的高效表达1. 启动子∙启动子：是DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并能起始转录的序列,其大小在20～300个碱基,是控制基因转录的重要调控元件;在一定条件下mRNA的合成速率与启动子的强弱密切相关,而转录又在很大程度上影响基因的表达;∙启动子的特征：①序列特异性②方向性③位置特性④种属特异性2.启动子类型∙组成型启动子：是指在该类启动子控制下,结构基因的表达大体恒定在一定水平上,在不同组织、部位表达水平没有明显差异;∙组织特异启动子：又称器官特异性启动子;在这类启动子调控下,基因往往只在某些特定的器官或组织部位表达,并表现出发育调节的特性;∙诱导型启动子：是指在某些特定的物理或化学信号的刺激下,该种类型的启动子可以大幅度地提高基因的转录水平;目前已经分离了光诱导表达基因启动子、热诱导表达基因启动子、创伤诱导表达基因启动子、真菌诱导表达基因启动子和共生细菌诱导表达基因启动子等;3.终止子终止子：是位于结构基因下游的一段DNA序列,基因转录时,该序列被转录为mRNA的一部分,并形成特殊的二级结构,由此终止基因的转录;序列SD序列：mRNA中起始密码子上游8-13个核苷酸处有一段富含嘌呤核苷酸的顺序,它可以与30S亚基中的16S rRNA 3’端富含嘧啶的尾部互补,形成氢键结合,有助于mRNA的翻译从起始密码子处开始5.密码子不同生物对密码子的偏爱性1.生物体基因组中的碱基含量2.密码子与反密码子的相互作用的自由能3.细胞内tRNA的含量6. 密码子偏爱性对外源基因表达的影响∙由于原核生物和真核生物基因组中密码子的使用频率具有较大程大的差异性,因此外源基因尤其是高等哺乳动物基因在大肠杆菌中高效翻译的一个重要因素是密码子的正确选择;一般而言,有两种策略可以使外源基因上的密码子在大肠杆菌细胞中获得最佳表达：∙外源基因全合成∙同步表达相关tRNA编码基因7. 包涵体及其性质在某些生长条件下,大肠杆菌能积累某种特殊的生物大分子,它们致密地集聚在细胞内,或被膜包裹或形成无膜裸露结构,这种水不溶性的结构称为包涵体8. 包涵体的形成机理∙①折叠状态的蛋白质集聚作用;∙②非折叠状态的蛋白质集聚作用∙③蛋白折叠中间体的集聚作用;9. 包涵体的分离检测∙包涵体的分离主要包括菌体破碎、离心收集以及清洗三大操作步骤;10. 分泌型目的蛋白表达系统的构建∙包括大肠杆菌在内的绝大多数革兰氏阴性菌不能将蛋白质直接分泌到胞外,但有些革兰氏阴性菌能将细菌的抗菌蛋白细菌素分泌到培养基中,这一过程严格依赖于细菌素释放蛋白,它激活定位于内膜上的磷酸酯酶A,导致细菌内外膜的通透性增大∙因此,只要将细菌素释放蛋白编码基因克隆在一个合适的质粒上即可构建完全分泌型的受体细胞;此时,用另一种携带大肠杆菌信号肽编码序列和目的基因的表达质粒转化上述完全分泌型受体细胞,并使用相同性质的启动子介导目的基因的转录,则可实现目的蛋白从重组大肠杆菌中的完全分泌;11融合蛋白表达质粒的构建原则：∙受体细胞的结构基因能高效表达,且其表达产物可以通过亲和层析进行特异性简单纯化;。
基因工程知识点 超全精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版基因工程一、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，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。
由于基因工程是在二、基因工程的基本工具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”1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）存在：主要存在于原核生物中。
（2）特性：特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
（3）切割部位：磷酸二酯键（4）作用：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。
（5）识别序列的特点：（6）切割后末端的种类：DNA分子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。
当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端。
2．“分子缝合针”——DNA 连接酶（1）作用：将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。
（2）类型相同点：都连接磷酸二酯键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具有一个至多个限制酶切点，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、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制种类 E ·coli DNA 连接酶 T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌 T 4噬菌体 功能特性只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来 缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低能力的双链环状DNA分子。
(3)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
基因工程学习案
专题1 基因工程【复习要求】1．说明基因操作的基本工具的来源及作用2．举例说明基因工程的基本操作程序【预习成果展示】1.【小组合作探究】一．思考：怎样书写黏性末端？限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC —。
在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点，用上述两种酶分别切割质粒和含有目的基因的DNA。
①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
②请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
③在DNA连接酶的作用下，上述两种限制酶切割后形成的黏性末端是否能连接起来，为什么？规律提升：限制酶切割后形成黏性末端的步骤：①根据序列完成②找到酶切位点③目的基因位于识别序列中间，限制酶切割会产生个切口，个黏性末端。
二．基因工程操作的基本程序思考1.基因表达载体的构成(用图的形式表示各部分及位置关系)。
2.标记基因能作为检测基因工程成功的依据吗？应该怎样检测才能判定基因工程的成功与否？3．外源基因之所以在受体细胞实现表达的原因.【当堂检测】1.下列关于DNA连接酶作用的叙述正确的是A．将单个核苷酸加到某DNA片段末端形成磷酸二酯键B．将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键D．只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而不能将双链DNA片段平末端连接2.由同一种限制酶切割成的黏性末端是（）A①②B①③C①④D②③3．（06江苏）我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。
下列叙述不正确的是A．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少B．重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染D．转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的4.（11海南）回答有关基因工程的问题：（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_ __末端。
基因工程指南学习基因工程技术和应用推动生命科学发展
基因工程指南学习基因工程技术和应用推动生命科学发展基因工程指南：学习基因工程技术和应用，推动生命科学发展（提示：以下是一个适合于基因工程指南的文章格式，其中包含了标题、小节和正文部分。
请注意，正文部分并不是根据具体内容写的，而是为了满足字数要求而编写的示例文本。
写作时，请根据实际内容来进行论述和阐述。
）一、引言基因工程是通过对生物体的基因进行改造和编辑，来研究和应用生物技术的一门学科。
本指南将提供给您关于基因工程技术和应用的基础知识和最新进展，以及推动生命科学发展的重要性。
二、基因工程技术基因工程技术是为了对生物体的基因进行更改和编辑，从而实现特定目的的一组技术工具和方法。
这些技术包括：1.基因克隆：通过将所需基因从一个生物体转移到另一个宿主生物体中，实现特定基因的表达和功能。
2.基因编辑：利用工具如CRISPR-Cas9系统，直接编辑生物体的基因序列，以实现基因的修正、插入或删除等操作。
3.转基因技术：将外源基因导入生物体中，使其表达新的特性或功能，为农业、医学等领域带来潜在的应用前景。
三、基因工程应用基因工程技术在多个领域有着广泛的应用，其中包括但不限于以下领域：1.农业领域：利用基因工程技术改良农作物的抗病虫性和适应环境的能力，提高产量和质量，为粮食安全和农业可持续发展作出贡献。
2.医学领域：通过基因工程技术开发新的药物和治疗方法，如基因治疗、干细胞治疗等，为疾病的预防和治疗带来希望。
3.环境保护：利用基因工程技术改造微生物，以降解有毒物质或清除环境中的污染物，促进环境的修复和保护。
四、生命科学发展的推动力基因工程技术的快速发展和广泛应用，对推动生命科学发展具有重要影响：1.突破性研究：基因工程技术为科学家们提供了研究生命本质和机制的强大工具，推动了生命科学领域的不断突破。
2.医学进步：基因工程技术的应用使得疾病的诊断和治疗更加精准和个性化，为医学进步和人类健康带来福音。
3.可持续发展：基因工程技术在农业领域的应用，有助于提高农作物的产量和质量，减少对土地、水资源的使用，为可持续农业发展提供支持。
《基因工程的基本工具》 学习任务单
《基因工程的基本工具》学习任务单一、学习目标1、了解基因工程中常用的“手术刀”——限制性核酸内切酶的作用特点和识别序列。
2、掌握“缝合针”——DNA 连接酶的种类和作用方式。
3、认识基因工程的载体需要具备的条件，以及常见的载体种类。
4、能够通过实例分析，理解这些基本工具在基因工程操作中的具体应用。
二、学习重难点1、重点（1）限制性核酸内切酶的作用特点。
（2）DNA 连接酶的作用。
（3）基因工程载体的条件和种类。
2、难点（1）限制性核酸内切酶切割 DNA 后产生的黏性末端和平末端。
（2）不同种类 DNA 连接酶的连接方式。
三、学习方法1、理论学习通过阅读教材、观看教学视频等方式，理解基因工程基本工具的相关概念和原理。
2、实例分析结合具体的基因工程案例，分析基本工具在其中的作用和应用方法。
3、小组讨论与同学组成小组，共同讨论学习过程中遇到的问题，加深对知识的理解。
四、学习内容（一）限制性核酸内切酶1、来源限制性核酸内切酶主要来源于原核生物，它们在原核生物中可以起到防御外来 DNA 入侵的作用。
2、作用特点能够识别双链 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、识别序列具有回文结构，例如 EcoRⅠ识别的序列是 GAATTC，切割位点在G 和 A 之间。
4、切割结果（1）黏性末端：被限制酶切割后产生的 DNA 片段末端带有单链突出部分。
（2）平末端：有些限制酶切割 DNA 后产生的是平齐的末端。
（二）DNA 连接酶1、作用将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来，形成磷酸二酯键。
2、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，也能连接平末端，但连接平末端的效率相对较低。
（三）基因工程的载体1、载体的作用作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中进行扩增和表达。
2、载体需要具备的条件（1）能够在受体细胞中稳定保存并自我复制。
基因工程课程学习总结了解基因技术与生物工程的应用
基因工程课程学习总结了解基因技术与生物工程的应用基因工程课程学习总结：了解基因技术与生物工程的应用自从人类意识到基因在生物体内起着重要作用以来，基因工程就成为了一门备受关注的学科。
经过一学期的学习，我对基因技术与生物工程的应用有了更深入的了解。
本文将对我在基因工程课程中学习到的内容进行总结，并探讨基因工程的各类应用。
一、基因技术的概念与原理基因技术是一门利用分子生物学原理和实验技术来研究基因结构与功能，并进行基因操作的学科。
在课程中，我了解到基因技术的核心是基因的重组与修饰，其基本原理主要包括DNA的剪切、连接、转化与表达等过程。
通过这些基本操作，我们可以对基因进行人为调控，实现对生物体内基因的精确改造。
二、基因工程的应用领域基因工程的应用十分广泛，以下是其中几个重要领域的简要介绍：1. 农业领域基因工程在农业领域的应用十分重要。
通过基因技术的手段，我们可以改良农作物的遗传特性，使其具有抗病虫害、耐旱抗逆等性状。
例如，转基因作物的广泛种植，极大地提高了农作物的产量和质量。
2. 医学领域基因工程在医学领域的应用也取得了巨大的突破。
通过基因技术，科学家们可以研究人类基因与疾病之间的关系，深入了解遗传性疾病的发生机制。
此外，基因工程还为人类基因治疗提供了可能，通过修复缺陷基因或转移健康基因，可以治疗许多遗传性疾病。
3. 环境保护与资源利用基因工程在环境保护与资源利用领域也发挥着重要作用。
通过基因技术，我们可以培育出更耐盐、耐寒或耐污染的植物，用于修复受到污染的土壤和水域。
此外，利用基因工程手段还可以生产生物燃料和生物材料，实现可持续能源与资源的利用。
三、基因工程的潜在风险与伦理道德问题尽管基因工程在各个领域带来了众多的好处，但我们也不能忽视其潜在的风险和伦理道德问题。
例如，转基因作物可能对生态环境产生不可预测的影响，基因治疗在使用过程中可能出现意外的副作用等。
因此，在推广基因工程应用的同时，我们也必须要对其进行严格的监管与伦理评估，确保其安全性和可行性。
初中生物基因工程(含示范课课程设计、学科学习情况总结)
初中生物基因工程第一篇范文：初中生物基因工程一、教学目标1.让学生了解基因工程的概念、原理和应用，理解基因工程在生物科技领域的地位和作用。
2.培养学生运用生物科学知识解决实际问题的能力，提高学生的科学素养。
3.引导学生关注生物科技的发展，培养学生的创新意识和探索精神。
二、教学内容1.基因工程的概念：基因、DNA、基因重组等。
2.基因工程的原理：DNA重组技术、基因表达载体的构建等。
3.基因工程的应用：生物制药、转基因生物、基因治疗等。
4.基因工程的技术流程：目标基因的获取、基因表达载体的构建、转化宿主细胞、筛选和鉴定重组子等。
5.基因工程的意义和伦理问题：生物安全、食物安全、环境安全等。
三、教学方法1.采用问题驱动的教学模式，引导学生主动探究基因工程的相关知识。
2.利用多媒体课件、实物模型等教学资源，帮助学生形象地理解基因工程的概念和原理。
3.组织小组讨论，让学生分享彼此对基因工程的理解和看法，提高学生的合作能力。
4.开展实验教学，让学生亲手操作，体验基因工程的技术流程，提高学生的实践能力。
四、教学评价1.课堂问答：检查学生对基因工程基本概念和原理的理解。
2.小组讨论：评估学生在团队合作中提出的观点和解决问题的能力。
3.实验报告：评价学生在实验操作中的技能和对实验结果的分析能力。
4.课后作业：检查学生对基因工程应用和伦理问题的关注程度。
五、教学资源1.多媒体课件：介绍基因工程的基本概念、原理和应用。
2.实物模型：展示基因表达载体、转基因生物等。
3.实验材料：DNA重组试剂、转化试剂、实验菌株等。
4.课外读物：介绍基因工程的进展和伦理问题。
六、教学安排1.课时：本节课计划安排2课时。
2.教学步骤：3.导入新课：通过播放基因工程相关的新闻报道，引发学生对基因工程的兴趣。
4.讲解概念：介绍基因、DNA、基因重组等基本概念。
5.讲解原理：讲解DNA重组技术、基因表达载体的构建等原理。
6.介绍应用：介绍基因工程在生物制药、转基因生物、基因治疗等方面的应用。
《基因工程的基本操作程序》 导学案
《基因工程的基本操作程序》导学案一、学习目标1、简述基因工程的基本操作程序。
2、理解基因工程四个基本操作步骤的原理和方法。
二、学习重难点1、重点（1）基因工程基本操作程序的四个步骤。
（2）目的基因的获取方法。
（3）基因表达载体的构建。
2、难点（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。
三、知识梳理（一）目的基因的获取1、目的基因主要是指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 文库只包含了一种生物的部分基因，是由 mRNA 反转录得到的 DNA 片段构建而成。
（2）利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。
它的原理是 DNA 双链复制，需要的条件包括：模板 DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定 DNA 聚合酶（Taq 酶）等。
PCR 过程包括变性、退火、延伸三个步骤，经过多次循环，可以大量扩增目的基因。
（3）人工合成法如果基因比较小，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、组成至少包括目的基因、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。
（三）将目的基因导入受体细胞1、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。
2、导入植物细胞（1）农杆菌转化法：农杆菌中的 Ti 质粒上的 TDNA 可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体 DNA 上。
《基因工程的应用》 学习任务单
《基因工程的应用》学习任务单一、学习目标1、了解基因工程的基本概念和原理。
2、掌握基因工程在农业、医学、工业等领域的应用实例。
3、分析基因工程应用带来的好处和潜在风险。
4、培养对基因工程相关科学研究和社会议题的关注和思考能力。
二、学习内容（一）基因工程的基础知识1、基因的概念和结构2、基因工程的操作工具（限制酶、DNA 连接酶、载体等）3、基因工程的基本操作步骤（获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定）（二）基因工程在农业领域的应用1、转基因作物抗虫转基因作物：例如转 Bt 基因的棉花，能够减少害虫对棉花的损害，提高棉花产量。
抗除草剂转基因作物：如抗草甘膦的大豆，方便了农田除草管理，提高了农业生产效率。
改良品质的转基因作物：像富含维生素 A 的“黄金大米”，有助于解决部分地区维生素 A 缺乏的问题。
2、转基因动物提高生长速度的转基因动物：通过导入生长激素基因，使动物生长更快，提高养殖效益。
改善品质的转基因动物：如富含不饱和脂肪酸的转基因猪，对人类健康有益。
（三）基因工程在医学领域的应用1、基因治疗原理：将正常基因导入患者体内，以纠正或补偿缺陷基因，达到治疗疾病的目的。
实例：如对严重联合免疫缺陷病（SCID）的治疗。
2、生产药物利用转基因微生物生产药物：如胰岛素、生长激素等。
利用转基因动物生产药物：在动物乳腺中表达药用蛋白，如抗凝血酶等。
（四）基因工程在工业领域的应用1、生产生物材料利用基因工程改造微生物生产可降解塑料，减少环境污染。
2、生物发酵优化微生物的发酵性能，提高发酵产物的产量和质量。
三、学习资源1、教材：《基因工程概论》、《生物技术概论》等相关教材。
2、在线课程：在各大在线教育平台搜索基因工程相关课程。
3、学术论文：通过学术数据库检索基因工程应用方面的研究论文。
4、科普视频：在视频网站上观看基因工程的科普视频。
四、学习活动1、阅读教材和相关文献，总结基因工程在不同领域的应用案例，并分析其原理和优势。
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Dra III
Ear I
同裂酶（isoschizomer)
• 指来源不同但具有相同识别序列的一类限制酶，但其切割位点可能不同。 • 可分为如下几种情况： 1 ） 同 序 同 切 酶 ， 如 BamH I 和 BstY I 具 有 相 同 的 识 别 切 割 位 点 G↓GATCC； 2）同序异切酶，如Kpn I（GGTAC↓C）和Acc65 I（G↓GTACC）； 3 ） 识别简并序列的限制酶包含了另一种限制酶识别序列，如 EcoR I （ G↓AATTC ）和 Apo I （ R↓AATTY ）、 Sal I （ G↓TCGAC ）和 Acc I （GT↓MKAC）、Hinc II（GTY↓RAC）。
H.O.Smith and D.Nathans(1973)年提议的命名系统 • 用属名第一个字母和种名的头两个字母组成的3个字母的略 语表示寄主菌的物种名。 如：Escherichia coli 用Eco表示。 • 用一个写在右下方的标注字母代表菌株或型，如：EcoR。 • 以罗马字母表示同一菌株中不同的限制和修饰体系。如： EcoRI 和EcoRV （EcoR I, EcoR V)。 • 例：Hind III 表示为从流感嗜血菌Rd 菌株（Haemophilus influenzae Rd）中分离到的第三种限制性内切酶。
2.1.9.3 酶量
• 根据酶的活性和DNA底物的量、反应时间而定。 限制性核酸内切酶活性单位定义： 在最适反应条件下，60分钟内完全切割1μg λDNA所需的酶量为1个酶活性单位（unit 或U） • 容积活性： U/ μl • 与DNA分子上识别位点的密度、位点偏爱有关： 密度大用酶量多；密度小用酶量少。 • 常用酶量：酶和底物比例为2~10U/ μgDNA
识别序列的结构
回纹结构(palindromic sequence) 或旋转对称或二重互补对称
识别序列可以以5’→3’ 走向的单链DNA表示： 5‘-ABCC’B’A’-3’
限制酶识别序列的特殊情况
间断对称：对称轴之间含若干任意碱基
♦ 有些识别序列呈间断对称： AlwN I CA GNNNC↓TG GT↑CNNNG AC ♦ 有些识别序列完全不对称： AccBS I CCG↓CTC GGC↑GAG C↓TNA G G ANT↑C
具有相同的识别序列和切割位点， 但来源菌不同，甲基化敏感程度 , 作用条件以及酶活性可能不同。
同尾酶（isocaudamer）
• 指来源不同，识别序列可能不同，但可以产生相同黏性末 端的限制性内切酶。如Spe I（A↓CTAGT）、Nhe I （G↓CTAGC）和Xba I（T↓CTAGA）。 • 一组同尾酶切割产生的粘性末端可进行互补连接。 • 两个同尾酶形成的黏性末端连接之后，一般连接处不能够 再被其任何一种同尾酶识别。
教材p17表2－2
三亚基双功能
二亚基双功能
不需ATP
非对称
回文结构
非对称
REBASE(The Restriction Database), 由NEB(New England Biolabs)公司维护()。
2.1.4 限制性内切酶的识别序列
• 识别序列：
2.1.1 限制(restriction) 与修饰(modification)
寄主控制的限制与修饰现象 ： (寄主控制专一性） 限制：寄主（细菌）能够识别自 己的DNA和外来的DNA，并 使后者降解掉。 EOP (efficiency of plate)：感染率 •修饰： 在寄主大肠杆菌K菌株生长的λ噬菌体（ λk）感染大肠杆菌 B菌株，因为受到限制，产生稀少的噬菌斑。但用这少量的噬菌 斑中的噬菌体再感染B菌株，这些噬菌体可以在B菌株上有效的生 长。B菌株赋予了λk噬菌体的这种非遗传变化，使得它再感染B菌 株时没有再次受到B菌株限制的现象，称为修饰。
Sau3A I ↓GATC CTAG↑ Bcg I ↓10(N)CGA(N)6TGC(N)12↓ ↑12(N)CGA(N)6ACG(N)10↑
Байду номын сангаас
TspR I
NNCAC(G)TGNN↓ ↑NNGTG(C)ACNN
2.1.6 限制性内切酶的切割方式
• 交错切割（staggered cut）: DNA双链断开的位置对称地分布在识别序 列中心位置的两侧，使切割后的DNA末端为单 链突出的末端。 黏性末端；非对称突出末端 • 平切割（blunt cut） ： DNA双链断开的位置处在识别序列的对称 中心，使切割后的DNA末端为平齐的平末端。
指限制性内切酶在双链DNA上能够 识别的特殊核苷酸序列。 • 专一 • 通常4～6/8个特定的核苷酸对组成。
限制性内切酶的识别序列
• 识别序列出现的概率： 1/4n（n＝识别序列核苷酸组成的数目）。 识别序列为4bp,则每隔256（ 44 ）bp会出 现一个识别位点。 识别序列为6bp，则每隔4096（ 46 ）bp会 出现一个识别位点。 • 稀切酶： 指识别序列长和识别序列富含GC或富含AT 的限制性核酸内切酶。 • 有的限制性内切酶可识别两种以上序列。
2.1.9.4 底物DNA
• DNA的纯度：高。不含蛋白质、酚、氯仿、 酒精、EDTA、SDS等。 • DNA的浓度：适量。 • DNA分子构型：线性DNA切割效率>超螺 旋质粒DNA和环状病毒DNA。 • DNA上识别序列的侧面序列 • 甲基化程度：识别序列中的核苷酸被甲 基化会影响限制性内切酶的切割效率。
BamH I 识别序列：G↓GATCC Bgl II 识别序列： A↓GATCT
2.1.7 DNA末端长度对限制性酶切的影响 • DNA上识别序列的侧面序列：大多数限制 性内切酶对只含识别序列的寡核苷酸不具 催化活性，识别位点两侧至少要有一定数 量的核苷酸，才能被有效切割。 • 不同酶对末端长度的要求不同
2.1 限制性核酸内切酶
2.1.1 限制与修饰 2.1.2 限制性核酸内切酶的发现与命名 2.1.3 限制性核酸内切酶的类型 2.1.4 限制性内切酶的识别序列 2.1.5 限制性内切酶的切割位点 2.1.6 限制性内切酶的切割方式 2.1.7 DNA末端长度对限制性酶切的影响 2.1.8 位点偏爱 2.1.9 酶切反应条件 2.1.10 星活性 2.1.11 酶切注意事项 2.1.12 限制酶酶切位点的引入
第二章 分子克隆的工具酶
2.1 限制性核酸内切酶 2.2 聚合酶 2.3 DNA连接酶 2.4 其它分子克隆工具酶
2.1 限制性核酸内切酶
(restriction endonuclease) “分子剪刀”或
• 是一类能识别双链DNA 中特殊核苷酸序列，并 使每条链的一个磷酸二 酯键断开的内脱氧核糖 核酸酶。 • 是生物细胞内限制性修 饰系统的一部分，防止 外源DNA的入侵。 “分子手术刀”
3’黏性末端
5’黏性末端
平末端
只有一个碱基突出 的黏性末端（识别 序列核苷酸为奇数）
限制酶切割非对称识别序列产生 非对称的突出末端
BbvC I Acc I
CC↓TCAGC GGAGT↑CG GT↓MKAC CAKM↑TG CACNNN↓GTG GTG↑NNNCAC CTCTTCN↓ GAGAAGNNNN↑
2.1.8 位点偏爱 (site preference)
• 位点偏爱：同一DNA分子上不同位点的 相同的识别序列的切割效率不同的现象。 与识别序列两侧的核苷酸组成有关。 • 切割相同量的不同DNA时所需的酶量是 不同的。
2.1.9 限制性核酸内切酶的反应条件
2.1.9.1 2.1.9.2 2.1.9.3 2.1.9.4 反应缓冲液 反应温度和时间 酶量 底物DNA
• 设计PCR引物在末端引入酶切位点，为了保证 PCR扩增片段顺利切割，应在设计引物末端加上 满足要求的碱基数目。一般在引物末端加3～4个 碱基能满足常规酶切的要求 • 双酶切多克隆位点时选择酶切秩序 CTCGAG GAATTC CTGCAG Xho I EcoR I Pst I 97％ 1 37％ 1 100％ 88％ 1
• 通用缓冲液 • 双酶切缓冲液的选择
2.1.9.2 反应温度和时间
• 大多数限制酶的反应温度为370C。 • 个别特殊的内切酶则需要在300C 、500C、600C或650C 的温度下进行切割。 • 反应时间：一般在适宜的缓冲液和温度条件下，每微克 DNA用5U的酶，保温1~2小时。时间延长，则酶用量可 相应减少。 • 终止反应：加入EDTA、加热65、80度处理20min处理 或者用苯酚抽提、试剂盒纯化、电泳分离。
• 1968年，首次从大肠杆菌K中分离到限制 酶，没有特定的切割位点（I型） • 1970年，美国的H. Smith首先在流感嗜血 杆菌中发现了第一个限制性内切酶（Hind II） • 2006年2月，共发现了3773种限制酶，其中 商业化的限制酶有609种。
2.1.2 限制性核酸内切酶的发现与命名
限制酶切割回文序列 产生粘性末端
平切割产生平末端
黏性末端 和平末端
• 黏性末端 (cohesive terminus/sticky ends)： DNA末端一条链突出的几个核苷酸能与另一 个具有突出单链的DNA末端通过互补配对粘合，这 样的DNA末端，称为黏性末端。 • 3’黏性末端： 3’ 突出的黏性末端（DNA末端的3’端 比5 ’长） • 5 ’黏性末端： 5’ 突出的黏性末端（DNA末端的5’端 比3 ’长） • 平末端（blunt ends）：DNA片段的末端是平齐的。
1 1
教材p15表2－1
核酸内切限制酶EcoRI及修饰的甲基化酶MEcoRI的限制与修饰作用
生物体内，甲基化是最常 见的修饰作用，甲基化酶 与限制酶二者对应并同时 存在。甲基化酶与对应的 限制酶识别相同的序列， 但其作用不是切割，而是 在两条链上对某个碱基进 行甲基化。
2.1.2 限制性核酸内切酶的发现与命名
Dde I