2017-2018学年高中生物第一章基因工程第一节基因工程概述-导入检测和鉴定目的基因同步备课教学案
高中生物基因工程知识点总结
高中生物基因工程知识点总结一、基因工程的概念基因工程，又称为重组 DNA 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。
二、基因工程的工具1、限制性核酸内切酶（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。
限制酶具有特异性，即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、 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，形成磷酸二酯键。
常用的 DNA 连接酶有 E·coli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。
3、载体常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
载体需要具备的条件包括：能够在宿主细胞中稳定保存并自我复制；具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取目的基因可以从自然界已有的物种中分离出来，也可以通过人工合成的方法获得。
常用的方法有从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目的基因、通过化学方法人工合成等。
2、基因表达载体的构建基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
目的是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。
一个基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。
3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞的方法因受体细胞的不同而有所不同。
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；将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞通常采用感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定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，需要进行检测与鉴定。
高中生物 第一单元第一节 基因工程的原理课件 中图版选修3
材料准备(新鲜菠菜和体积分数为95%的酒精溶 液，冷冻处理)→研磨（冰上操作）→过滤→离心 →加冷酒精→鉴定（沸水浴）
精选ppt
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课堂反馈
1.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a,通
过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现
Amy在成熟块茎细胞中存在。这一过程涉及
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2.在基因工程中用来修饰改造基因的工具是 （ A ）
A.限制酶和DNA连接酶
B.限制酶和DNA水解酶
C.限制酶和RNA聚合酶
D.DNA连接酶和RNA聚合酶
3.下列哪项叙述不是运载体必须具备的条件 （ B）
A.具有某些标记基因
B.决定宿主细胞的生存
C.能够在宿主细胞中复制
D.有多个限制酶切点
精选ppt
用限制酶切
基因。如用“核酸探针法”， 断成许多片段
核酸探针是用放射性同位素
标记的DNA单链，具有非常
特异的脱氧核苷酸序列，能
与DNA互补链结合。
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⑵人工合成法——反转录法和化学合成法
反转录法 ： mRNA→单链DNA→双链DNA（目的基因）
化学合成法： 氨基酸序列→基因序列→合成目的基因
问题 用DNA连接酶连接两个相同的 黏性未端要连接几个磷酸二酯键？
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DNA连接酶的作用过程
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DNA连接酶的作用过程
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返7回
二、基因工程
• 概念：
按照人们的意愿，将一种生物的基因在 体外剪切，并与特殊的运载工具进行重新 组合，然后转入另一种生物的体内进行扩 增，并使之表达产生所需蛋白质的技术。
【中小学课件】高中生物总复习 专题一基因工程课件
溶解DNA 丝状物
―→取两支试管，各加入物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液，将丝状物放入其中一支试管中，并用玻 璃棒搅拌。
DNA的鉴定 ―→向两支试管中分别加入二苯胺试剂， 沸水中加热一段时间，待试管冷却后，看溶解有DNA的溶 液是否变蓝。
3．方法突破 (1)做该实验时，不能用猪血代替鸡血，因为哺乳动物成 熟的红细胞中没有细胞核，不能提取DNA。 (2)制备鸡血细胞液时，要注意向鸡血中加柠檬酸钠，防 止血液凝固。
人的胰岛素基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由 于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的 加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活 性；作为标记基因，有利于重组基因在细胞内表达的鉴定筛
选，但对于目的基因的表达没有促进等调控作用。
答案：D
二、基因工程的基本操作程序 1．构建基因表达载体(核心步骤)
DNA连接酶
DNA聚合 酶
解旋酶
作用特 点
将双链DNA片 段“缝合”起 来，恢复被限 制切开了的两 个核苷酸之间 的磷酸 二酯键
只能将单 个脱氧核 苷酸添加 到脱氧核 苷酸链上
将DNA 两条链 之间的 氢键打 开
作用结 果
形成单 形成重组DNA 形成新的 链DNA DNA分子 分子 分子
(2)限制酶与DNA连接酶的关系
(1)主要来源：原核生物。
(2)特点：能够识别DNA特定的 磷酸二酯键 开两个核苷酸之间的 核苷酸序列 。 ， 切
(3)DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种 形式： 黏性末端 和平末端。
2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链 DNA片段 制酶切开的两个核苷酸之间的 (2)种类 ①E·coli DNA连接酶：只能缝合DNA的黏性末端。 “缝合”起来，恢复被限 。 磷酸二酯键
2017-2018学年高中生物 第1章 第1节 基因工程概述课件 苏教版选修3
2 ．近三年高考中，试题主要以信息材料或流程图为载 体，考查基因工程的操作工具、基因工程的原理及其在工农
●教学流程设计
演示结束
课 标 解 读 1.简述基因工程的诞生过程 和发展历程。 2.说出基因工程的基本工具 的特点及作用。 3.简述基因工程的一般过程 与技术。
重
点
难
点
1.基因工程的工具。(重难 点) 2.基因工程的一般程序。 (重点)
基因工程的诞生和发展
1.基因工程的诞生基础
第一节
基因工程概述
教师用书独具演示
●课标要求 1．简述基因工程的诞生。 2．简述基因工程的原理及技术。
●课标解读
1．简述基因工程的诞生过程和发展历程。
2．说出基因工程的基本工具的特点及作用。 3．简述基因工程的一般过程与技术。 ●教学地位 1 ．基因工程技术是现代生物技术的核心技术。本节主
要内容包括基因工程的三种操作工具和五个操作步骤。基因
年代兴起的高新科技 —— 基因工程。那么，基因工程这个凝
聚着众多科学家心血的技术到底是怎么进行的呢？导入课 题。
2．多媒体展示学生课前收集到的日常生活中基因工程
的应用实例。列举几种生物的不同性状并由此提出假设 —— 能不能使本身没有某个性状的生物具有某个性状呢？如让禾 本科植物能够固定氮气？答案是肯定的，那就是能定向改造 生物的基因工程。
业生产和实践中的应用及训练学生的图文转换能力，试题多
高中生物基因工程课件
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。
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(二)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：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
高中生物选修 基因工程 目的基因的导入、检测与鉴定
第8课时目的基因的导入、检测与鉴定[学习目标] 1.理解目的基因导入受体细胞的方法。
2.掌握检测与鉴定目的基因的方法。
[核心素养] 1.科学思维：结合生产实际，举例说出基因工程的基本程序。
2.社会责任：针对生产生活中的某一需求，尝试提出基因工程构想，完成初步设计。
一、将目的基因导入受体细胞1.转化的含义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.转化的方法(1)导入植物细胞①农杆菌转化法：将目的基因导入双子叶植物和裸子植物时最常用的方法。
a.土壤农杆菌的特点：植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌侵染，其Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体的DNA上。
b.方法步骤：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→目的基因插入植物细胞中的染色体DNA上→目的基因表达。
②基因枪法：将目的基因导入单子叶植物常用的方法。
表达载体DNA包裹在微小的金粉粒子或钨粉粒子表面→用基因枪高速射入受体细胞或组织中→目的基因表达。
③花粉管通道法：在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，滴加DNA(含目的基因)，使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。
(2)导入动物细胞①方法：显微注射技术。
②常用受体细胞：受精卵。
③步骤：目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→胚胎早期培养→移植到雌性动物的输卵管或子宫内→获得具有新性状的转基因动物。
(3)导入微生物细胞①原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
②常用的方法a.用Ca2＋处理细胞，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)。
b.感受态细胞和重组表达载体DNA分子在缓冲液中混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。
1.将胰岛素基因的表达载体导入大肠杆菌，从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期待的生物活性，导致这种差异的原因可能是什么？提示大肠杆菌是原核生物，无内质网、高尔基体等细胞器，大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未经加工。
高中生物 第一章《基因工程》教案 浙科版选修3
选修3 现代生物科技专题第一章基因工程一、课标内容：1．简述基因工程的诞生。
2．简述基因工程的原理及技术。
3．举例说出基因工程的应用。
4．简述蛋白质工程。
二、教学要求第一节工具酶的发现和基因工程的诞生第二节基因工程的原理和技术第三节基因工程的应用第四节基因工程的发展前景（选学）三．教学建议1．课时建议（共计5课时）（1）“第一节工具酶的发现和基因工程的诞生”教学重点是限制性核酸内切酶的作用及作用特点、DNA连接酶的作用、质粒在基因工程中的作用。
由于涉及到分子水平的生物技术，学生这方面基础相对薄弱，所以DNA连接酶的作用、质粒在基因工程中的作用是本节教学的难点。
本节核心概念较多，又是本章内容的开端，建议教师采用多媒体，设置问题串，采用讨论、讲授的方式，把学生引入内容情景，使学生在分析探讨相关问题的基础上，最后形成对基因工程工具酶的基本认识。
（2）“第二节基因工程原理和技术”教学重点和难点是基因工程的原理及基因工程的基本操作步骤。
本节内容的教学，建议在回顾上节课的限制性核酸内切酶、DNA连接酶及质粒等知识的基础上，引导学生观察基因工程基本操作步骤示意图，采用讨论、推理的方法，形成对基因工程的原理及技术的概括性认识。
（3）“第三节基因工程的应用”教学重点是基因工程与遗传育种、基因工程与癌症治疗以及设计一个用基因工程技术解决生活中的疑难问题的方案。
由于设计层次要求较高，学生平时练习机会较少，因此，“活动：设计一个用基因工程技术解决生活中的疑难问题方案”是本节的教学难点。
本节内容安排2课时（不包括活动1课时）。
第一课时是开展“设计一个用基因工程技术解决生活中的疑难问题方案”的教学活动。
建议先分组，组织学生讨论确定生活中的疑难问题，教师巡回指导，提醒学生注意选题的角度及可行性，然后开展全班交流，由学生说明选题理由，教师最后对各组的汇报做点评。
第二课时是在上一课时基础上展开。
由于本节课内容所涉及的领域进展迅速，建议教师积极引导和组织学生查阅有关资料，设置一些问题情景，组织学生开展口头交流、讨论等活动。
2020-2021学年高中生物 第一章 基因工程 1 基因工程概述习题（含解析）苏教版选修3
第一节基因工程概述一、选择题1.质粒之所以能作为基因工程的载体,其理由是( )A.含蛋白质,从而能完成生命活动B.具有环状结构而保持连续性C.RNA能指导蛋白质的合成D.能够自我复制,能携带目的基因解析:质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并能自我复制的双链环状DNA分子。
其上有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点,供一种或多种外源DNA片段插入。
携带外源DNA片段的质粒在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。
此外,质粒DNA上有特殊的遗传标记基因。
答案:D2.基因工程是DNA分子水平的操作,下列有关基因工程的叙述,错误的是( )A.限制性核酸内切酶只用于切割获取目的基因B.载体与目的基因必须具有相同的黏性末端,才能被DNA连接酶连接C.基因工程所用的工具酶是限制性核酸内切酶,DNA连接酶D.带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测解析:在基因工程中,需要用限制性核酸内切酶切割目的基因和载体,以便产生能相互连接的黏性末端;在将具有互补黏性末端的DNA片段连接时需要DNA连接酶;带有目的基因的载体是否进入受体细胞要用标记基因检测。
答案:A3.下列有关限制性核酸内切酶识别的叙述,不正确的是( )A.从反应类型来看,限制性核酸内切酶催化的是一种水解反应B.限制性核酸内切酶的活性会受温度、pH等外界条件的影响C.一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列D.限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越小解析:限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。
其作用对象是磷酸二酯键,能使其断裂。
酶的活性受温度、pH的影响。
一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列,序列越短,出现该序列的几率就越大。
答案:D4.人们常选用带有一个抗生素抗性基因的细菌质粒作为载体,该抗性基因的主要作用是( )A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测C.加强质粒分子的感染性D.便于与外源基因连接解析:标记基因的作用是利于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。
《基因工程》
1、（多选）一个基因表达载体的构建应包括 ABCD
A．目的基因 B．启动子 C．终止子 D．标记基因
2、下列关于基因表达载体的叙述不正确的是 A
A．启动子是与RNA聚合酶识别和结合的部位，是起
始密码
B．启动子和终止子都是特殊结构的DNA短片段，对
结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。
基因的针线──DNA连接酶
作用：将互补配对的两个黏性末端缝隙 连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
作用实质
是否需模板
连接 DNA链
DNA连接酶
DNA聚合酶
都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键
不需要
需要
双链
单链
作用过程
在两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键
（1）高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的
蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。 （2）抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐 碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物 体内，将从根本上改变作物的特性。如转基 因抗虫棉。
二、动物基因工程前景广阔
——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等
哪些转基因作物已进入大规模商业化 应用阶段? 转基因大豆、玉米、棉花和油菜
(一)抗虫转基因植物
1.虫害给农作物带来了哪些影响? 传统农业如何防治害虫? 有哪些不足?
2.现在已有哪些抗虫植物问世?
3. 抗虫基因
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、
淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等 请阅读P18生物资料技术卡,了解一些抗虫 基因的抗虫机理。
2017_2018年高中生物第一章基因工程和蛋白质工程微专题突破基因工程的操作工具与操作步骤总结课件
(1) 该 技 术 定 向 改 变 了 酵 母 菌 的 性 状 ， 这 在 可 遗 传 变 异 的 来 源 中 属 于 ________。 (2)从大麦细胞中可直接分离获得 LTP1 基因， 还可采用________方法获得目 的基因。 本操作中为了将 LTP1 基因导入酵母菌细胞内， 所用的载体是________。 (3)此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选， 则有 C 进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是_______________________。 (4)除了看啤酒泡沫丰富与否外， 还可以怎样检测 LTP1 基因在啤酒酵母菌中 的表达？____________________________________________________________ _______________________________________________________________。
微专题突破 基因工程的操作工具与操作步骤总结
1．基因工程是分子水平上的生物工程，其原理是基因重组。 2．基因工程的基本工具是限制性内切酶、DNA 连接酶和运载体，其中前两 种工具是蛋白类的酶。
3．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 子和内含子。PCR 技术中解旋不用解旋酶。构建基因表达载体时，一般用同种 限制性内切酶剪切目的基因和载体，再用 DNA 连接酶连接。目的基因的检测与 鉴定中有分子水平检测和个体水平鉴定，其中检测目的基因是否导入受体细胞、 是否转录出 mRNA、是否翻译成蛋白质都属于分子水平检测。
【解析】 目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插 入了目的基因，方法是用 DNA 探针，使 DNA 探针与基因组 DNA 杂交；检测 目的基因是否转录出 mRNA，方法是用基因探针与 mRNA 杂交；最后检测目的 基因是否翻译成蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。
高中生物 第一章 基因工程 1_2 基因工程的基本操作程序课件 新人教版选修31
三、基因工程操作程序：
• 4.第四步：目的基因的检测与鉴定 • （1）内容：
• ①检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的 基因（关键） • ②检测目的基因是否转录出了mRNA
• ③检测目的基因是否翻译成蛋白质 • （2）常用的技术： • ①DNA分子杂交技术－－DNA与DNA杂交 • ②分子杂交技术－－DNA与RNA杂交
• ②用同种限制酶切断目的基因，产生相同的黏性 末端； • ③将切下的目的基因片段，插入到质粒的切口处， 再加入适量DNA连接酶，使两者结合成重组质粒。
三、基因工程操作程序：
• （3）基因表达载体的组成：
外源DNA分子的有效片段。 • ①目的基因：
一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首 • ②启动子：技术扩增目的基因 • C.反转录法 • D.通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
三、基因工程操作程序：
• 2.第二步：基因表达载体的构建（核心） • （1）目的：P11 • （2）以质粒为载体，将目的基因与质粒结合的 步骤：
• ①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏 性末端的切口；
三、基因工程操作程序：
• 1.第一步扩增目的基因 ③人工合成目的基因 （见《优化》P7） • （3）目的基因的扩增呈指数形式扩增目的基因的方法中需要模板链 是（ ）
端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位， 是负责驱动基因转录出mRNA的。
位于基因尾端，起终止转录的作用。
• ③终止子：
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。 • ④标记基因：
三、基因工程操作程序：
• 3.第三步：将目的基因导入受体细胞 • （1）概念：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，称为转化。 • （2）常用的转化方法（见《优化》P6）
2017-2018学年高二生物三教学案：1DNA重组技术的基本工具含答案
一、基因工程阅读教材P1～31．基因工程概念的理解2．基因工程的诞生和发展(1）基础理论的重大突破①DNA是遗传物质的证明.②DNA双螺旋结构和中心法则的确立.③遗传密码的破译。
(2）技术发明使基因工程的实施成为可能①基因转移载体和工具酶相继发现.②DNA合成和测序技术的发明。
③DNA体外重组得到实现，重组DNA表达实验获得成功。
(3)基因工程的发展与完善①1980年,科学家首次培育出世界上第一个转基因小鼠。
1983年，世界上第一例转基因烟草培育成功,基因工程进入迅速发展阶段。
②1988年PCR技术的发明，使基因工程技术得到了进一步发展和完善。
二、DNA重组技术的基本工具错误!1．限制性核酸内切酶（限制酶）——“分子手术刀”（1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来.（2)作用①识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
②切割特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)作用结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA连接酶—-“分子缝合针"(1)作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，拼接成新的DNA分子。
(2)种类的平末端3.基因进入受体细胞的载体—-“分子运输车"（1）种类①质粒:一种很小的双链环状DNA分子.②其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)特点①能够进行自我复制.②有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因插入。
③具有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
④对受体细胞无害。
（3)作用结果：将外源基因送入受体细胞。
三、重组DNA分子的模拟操作阅读教材P6～71．材料用具：两种颜色的硬纸板,剪刀（代表Eco R Ⅰ限制酶），透明胶条（代表DNA连接酶）。
2．切割要点(1）先分别从两块硬纸板上的一条DNA链上找出G—A—A—T—T—C序列，并选G—A之间作切口进行“切割”.(2)然后再从另一条链上互补的碱基之间寻找Eco R Ⅰ相应的切口剪开。
3．操作结果：若操作正确,不同颜色的黏性末端能互补配对；否则，操作错误。
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第3课时导入、检测和鉴定目的基因[学习导航] 1.理解目的基因导入受体细胞的方法。
2.掌握检测与鉴定目的基因的方法。
[重难点击] 1.目的基因导入受体细胞的方法。
2.检测和鉴定目的基因的方法。
方式一通过前面的学习，我们了解了基因工程中目的基因的获取及基因表达载体的构建。
在目的基因与载体连接成重组DNA分子以后，下面的重要工作主要是将其导入受体细胞进行扩增和筛选，获得大量的重组DNA分子，这就是外源基因的无性繁殖，即克隆(cloning)。
由于外源基因与载体构成的重组DNA分子性质不同、宿主细胞不同，将重组DNA导入宿主细胞的具体方法也不相同。
方式二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。
这是基因工程的第四步工作。
以上步骤完成后，在全部的受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。
因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。
检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。
重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
一、导入目的基因将目的基因导入受体细胞的方法和过程1．农杆菌转化法的分析(1)将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？答案基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌细胞时，要用Ca2＋处理农杆菌细胞，使其处于感受态，利于重组质粒的导入。
(2)在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，为什么一定要将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上？答案农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上。
2．植物基因工程常用的受体细胞为什么可以是体细胞，而动物基因工程一般只用受精卵？答案植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是体细胞；动物体细胞的全能性受到严格限制，因此动物基因工程中的受体细胞一般只用受精卵。
3．为什么微生物细胞适合作为基因工程的受体细胞？答案微生物细胞具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少的优点。
1．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。
如图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是____________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现________________________________________________________________________________________________________________________________________。
具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T－DNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞________上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到_______(部位)即可。
(2)根据T－DNA这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制______________________酶合成的基因。
(3)图中c过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是__________类化合物。
(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取____________________________(至少写出两种)。
答案(1)单子叶植物将目的基因导入植物细胞染色体的DNA T－DNA片段(内部) (2)DNA连接酶、限制(3)酚(4)基因枪法、花粉管通道法解析(1)一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。
利用其感染性，可实现目的基因导入植物细胞。
真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌T－DNA片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。
(2)根据T－DNA 这一转移特点，可以推测该DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶以实现与双子叶植物细胞染色体DNA的整合。
(3)植物细胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。
(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。
一题多变判断正误：(1)获得上述转基因植物的核心步骤是a( )(2)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，从而把目的基因导入植物细胞，在这个过程中所有细胞都导入了目的基因( )(3)在过程a中只需要DNA连接酶参与( )(4)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，要经过植物组织培养才能获得表现出新性状的植物( )(5)因病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞的染色体上，所以动植物病毒也可作为基因工程的载体( )答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√易错点拨农杆菌转化法中两次拼接、两次导入的辨析第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T－DNA的中间部位，第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T－DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti 质粒重新导入农杆菌，第二次导入(非人工操作)是指含目的基因的T－DNA导入受体细胞。
2．下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是( )A．基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济和有效B．显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法C．大肠杆菌最常用的转化方法，是使细胞的生理状态发生改变D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法答案 A解析不同受体细胞导入目的基因的方法不同，每种方法都有利弊。
目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济和有效；目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；目的基因导入大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，完成转化。
二、检测和鉴定目的基因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。
1．DNA水平检测：采用 DNA分子杂交法。
主要做法是用放射性同位素标记的已知DNA片段作基因探针检测受体细胞。
如果能发生特异性结合，说明目的基因已经插入转基因生物染色体的DNA中。
2．RNA水平检测：采用分子杂交技术。
用已标记的目的基因作为探针与待测生物体内提取的mRNA分子杂交，观察是否出现杂交带。
3．蛋白质水平检测：采用抗原—抗体杂交法。
从待测转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已经表达了。
4．个体水平检测：对个体的生物学特定性状进行检测。
1．观察目的基因的检测示意图(如上图所示)，回答下列问题：(1)检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，采用DNA分子杂交技术。
这种技术的主要做法是什么？答案主要做法是用标记了放射性同位素的目的DNA片段作为探针，检测受体细胞的DNA中有无目的基因。
显示出杂交带，说明目的基因已经插入染色体DNA中。
(2)DNA分子杂交的原理是什么？除了用于目的基因的检测与鉴定以外，试举例说明还有哪些应用？答案碱基互补配对原则。
还可用于亲子鉴定、刑事侦察、生物亲缘关系确定等。
(3)检测目的基因是否转录出了mRNA，采用分子杂交技术，这种技术与DNA分子杂交技术有何异同？答案相同之处是都采用分子杂交技术，不同之处是从转基因生物中提取的是mRNA，同样用标记的目的基因作探针，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。
(4)检测目的基因是否翻译出蛋白质的方法是什么？其原理是什么？答案抗原—抗体杂交法。
原理是抗原能与相应抗体特异性结合。
2．检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？答案用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。
归纳总结关于不同分子检测的原理、场所、探针的异同(1)原理：转录水平的检测原理与复制水平的检测原理是相似的，只是被检测的物质不再是转基因生物的基因组DNA，而是转基因生物细胞内的mRNA；翻译水平的检测，则是利用抗原与抗体特异性结合的原理。
(2)场所：不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都是在体外进行的。
(3)探针：在DNA分子、mRNA分子上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有目的基因的DNA片段。
3．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，只有通过鉴定和检测才能知道。
下列属于目的基因检测和鉴定的是( )①检测受体细胞的染色体上是否有目的基因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了mRNA ④检测目的基因是否翻译出了蛋白质A．①②③B．②③④C．①③④ D．①②④答案 C4．判断正误(1)如果检测出标记基因表达的性状，说明载体已导入受体细胞( )(2)检测目的基因是否翻译成蛋白质是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键( )(3)DNA探针用来检测目的基因是否导入( )(4)鉴定转化的基因是否成功表达，在分子水平上可应用的方法是抗原—抗体杂交( )答案(1)√(2)×(3)×(4)√题后归纳目的基因的检测与鉴定的方法汇总1．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别采用的方法是( )A．显微注射法农杆菌转化法B．基因枪法花粉管通道法C．农杆菌转化法显微注射法D．基因枪法显微注射法答案 D解析玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射法。
2．下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。
下列有关说法不正确的是( )A．X是能合成胰岛素的细菌细胞B．质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNAC．目的基因与质粒的重组只需要DNA连接酶D．该细菌的性状被定向改造答案 C解析分析题意和图示可知：重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞，A正确。
质粒是一种常用载体，是在细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA，B正确。
基因与载体的重组需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，C错误。
基因工程的特点是能够定向改造生物的性状，D正确。
3．下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是( )A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液答案 D解析将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH。