基因工程的工具和基因工程的基本操作程序

DNA重组技术的基本工具和基因工程的基本操作程序

一．基因工程的概念

基因工程是指，通过技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出。基因工程是在水平上进行设计和施工的，又叫做。

二．基因工程的基本工具

1.限制性核酸内切酶（限制酶）

（1）来源：。

（2）功能：

。

（3）结果：产生的DNA片段末端通常有两种形式：。

2. DNA连接酶

(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）比较：

①相同点：。

②区别：

（2）与DNA聚合酶作用的异同:

3.载体

（1）载体具备的条件：

（2）最常用的是其它载体：

三．基因工程的基本操作程序

第一步：

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

。

２.PCR技术扩增目的基因

（1）原理：

（2）过程：：。

第二步：

1.目的：。

2.组成：

（1）启动子：。

（2）终止子：。

（3）标记基因的作用：

。

第三步：

2.常用的方法：

a、将目的基因导入植物细胞方法：。

b、将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是。此方法的受体细胞多是。

C、将目的基因导入微生物细胞：最常用的原核细胞是，其转化方法是：

。

第四步：

1.首先要检测，方法是采用。

2.其次还要检测，方法是采用

。

3.最后检测，方法是，

用。

4.有时还需进行的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

课堂深化探究

一．对基因工程概念的理解

二．基因工程的基本操作工具1．与DNA分子相关的酶(1)几种酶的比较

(2)限制酶与DNA连接酶的关系

2．载体

(1)作用

(2)具备的条件

(3)种类

特别提醒①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。

②限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。

三．基因工程操作程序

基因工程技术生产凝乳酶的过程

1．基因工程的操作程序分析

(1)目的基因的获取途径

(2)基因表达载体的构建

特别提醒①插入的目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子，之后需有终止子。

②两次使用的限制酶为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。

(3)将目的基因导入受体细胞(转化)

生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞

常用方法

受体细胞体细胞受精卵原核细胞

转化过程

(4)目的基因的检测与鉴定

类型检测内容方法结果显示

特别提醒：1．在整个工程中，只有第三步将目的基因导入受体细胞过程中不发生碱基互补配对，其他步骤均发生配对。

2．切割质粒和目的基因的限制酶必须是同一种酶，以获得相同的黏性末端，利于基因表达载体的构建。3．插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前须有启动子，后须有终止子。

4．PCR技术与DNA复制的比较

对应训练

1.下列关于基因工程的叙述，错误的是( )

A．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物

B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶

C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性

D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达

2.下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()。

A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列

B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响

C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNA

D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取

3.如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是()。

A．图示过程是基因工程的核心步骤

B．表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠ

C．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来

D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构

4.下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()

A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序

B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白

C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选

D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达

限时训练

题组一基因工程及基本操作

1.科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请根据图回答问题:

(1)此图表示的是采取合成基因的方法获取基因的过程。

(2)图中①DNA是以为模板，形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。

(3)图中③代表DNA，含基因。

(4)图中④表示。

2．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()

A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③②

3．下列关于基因工程的叙述，不正确的是(多选)()

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．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA

D．为培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

题组二基因工程的操作程序

4.下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列有关问题。

(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ识别序列和切点是—G↓GATCC—，那么在①过程中，应用限制酶________切割质粒，用限制酶________切割抗虫基因。

(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有________的培养基上，若能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入。

(3)要确定抗虫基因导入后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，则在个体水平上的鉴定过程可简述为：________。经筛选分析，该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，该转基因植株自交产生的F1代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的________。