选修三专题一基因工程
生物选修三知识点总结
生物选修三知识点总结生物选修三是高中生物课程中的重要组成部分，涵盖了现代生物技术的多个方面。
以下是对生物选修三知识点的详细总结。
一、基因工程基因工程，又称为 DNA 重组技术，是按照人们的意愿，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。
（一）工具1、限制性核酸内切酶（简称限制酶）：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：连接两个 DNA 片段，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
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有：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入；具有标记基因，便于重组DNA 的筛选。
（二）基本操作步骤1、目的基因的获取：从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增、人工合成。
2、基因表达载体的构建：这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。
3、将目的基因导入受体细胞：导入植物细胞常用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；导入动物细胞常用显微注射法；导入微生物细胞常用感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定：分子水平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、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；个体水平的鉴定包括抗虫或抗病的接种实验等。
二、细胞工程（一）植物细胞工程1、植物组织培养：在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、植物体细胞杂交：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
（二）动物细胞工程1、动物细胞培养：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
【公开课课件】人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)
免疫-抗体
蛋白质是生命活动的 主要承担者 。
蛋白质工程实例
实例一：干扰素的保存 原因:干扰素易形成二聚体,变性使活性降低。 设计:如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨 酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年。
一、蛋白质工程的崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质。
蛋白质工程能产生自然界原本不存在的 新的蛋白质。
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才 使之适应生产和使用需要的。
旁栏思考题
你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工 程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划 之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大 的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组 织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了 两项重大国际合作行动：一项是由中国科学 家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”； 另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血 浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质 组计划的帷幕。
P27/“讨论”
3、蛋白质工程的概念
是指以蛋白质分子的结构规律及其生 物功能的关系作为基础，通过基因修饰或 基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制 造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和 生活的需求。
4、蛋白质工程与基因工程的关系
蛋白质工程是在基因工程的基础上， 延伸出来的第二代基因工程，是包含多学 科的综合科技工程领域。
导入微生物细胞 ——Ca2+处理成感受态细胞
1、将目的基因导入植物细胞:
卵细胞 极核
花粉粒
花粉粒萌发
花 粉 管
花 粉 管
精子
（2）
受 精 卵
受精卵 受精极核
2、将目的基因导入动物细胞:
含目的基因的表达载体提纯
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。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
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 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
生物选修三基因工程测试题
生物选修3 专题1 基因工程综合测试一、单选题（共60分）1. 下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是A. DNA连接酶、限制酶、解旋酶B. 限制酶、解旋酶、DNA连接酶C. 解旋酶、限制酶、DNA连接酶D. 限制酶、DNA连接酶、解旋酶2. 我国上海研究所合成一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物——脑啡呔多糖(类似人类中的糖蛋白)。
如要采用基因工程和发酵技术让微生物来生产脑啡呔多糖，应选哪种微生物为受体细胞( )A. 大肠杆菌B. 大肠杆菌质粒C. T4噬菌体D. 酵母菌3．科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种，下列有关说法正确的是 ( )A．质粒是最常用的载体之一，它仅存在于原核细胞中B．将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶仅是DNA连接酶C．用叶肉细胞作为受体细胞培育出的植株不能表现出抗枯萎性状D．通过该方法获得的抗枯萎病金茶花，产生的配子不一定含抗枯萎病基因4. 有关基因工程的叙述正确的是（）A. DNA聚合酶可连接磷酸二酯键，因此可代替DNA连接酶来进行连接B. 基因运载体上的抗性基因的主要作用是提高受体细胞在自然环境中耐热性C. 运载体的作用是可以完成目的基因的转运、扩增、表达、确定在染色体上基因间的排列顺序D. 不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列，充分体现了酶的专一性5、.基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是( )A.基因治疗可使人类遗传病得到根治B.基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法C.以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法D.基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞6．下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是( )A．蛋白质工程的实质是通过改造基因来改造蛋白质B．蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列C．蛋白质工程的基础是基因工程D．蛋白质工程遵循的原理包括中心法则7、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。
高考复习：人教版高中生物选修三现代生物技术专题一《基因工程》经典例题创新应用训练含答案解析
高中生物选修三现代生物技术专题全套教学案含单元检测专题一基因工程本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。
b5E2RGbCAP基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。
也叫DNA重组技术。
它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。
现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。
其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点plEanqFDPw基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。
有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：DXDiTa9E3d1•基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。
RTCrpUDGiT2•转基因技术的应用：（1）转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。
（2）基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。
（3）基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。
（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。
地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。
其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。
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(
)
人教版高中生物选修三知识点汇总(背诵版)
人教版高中生物选修三知识点汇总(背诵版)专题一基因工程1.2.3.4.5.6.7.8.9.基因工程的场所？（生物体外）基因工程操作水平？（DNA分子水平）基因工程利用的技术？（基因重组和转基因技术）基因工程的原理？（基因重组）基因工程的别名？（DNA重组技术）基因工程的目的？（获得人类需要的基因产物）基因工程/DNA重组技术的基本工具？（限制性核酸内切酶（限制酶），DNA连接酶，载体）工具酶？（限制酶，DNA连接酶）限制酶的分布？（主要分布在原核生物中）限制酶的作用部位？（磷酸二酯键）10.限制酶的特异性？（限制酶只能识别特定的双链DNA 序列，并在特定的切割位点切割）11.限制酶的专一性？（不同的限制酶识别不同的核苷酸序列）12.限制酶作用的结果是？（形成黏性末端或平末端）13.DNA连接酶的种类？（2类。
来自大肠杆菌的E.coliDNA连接酶（只能催化连接黏性末端），来自T4噬菌体的T4DNA连接酶（既能催化连接黏性末端也能连接平末端））14.DNA连接酶的作用位点？（磷酸二酯键）15.DNA连接酶和DNA聚合酶的区分？（DNA连接酶催化连接DNA片断，不需要模板，DNA聚合酶催化连接单个脱氧核苷酸，需要模板）16.载体的种类？（质粒（最常用），λ噬菌体的衍生物，动植物病毒）17.作为载体必备的条件？（能够在受体细胞中稳定存在并自我复制，对受体细胞无害，有一个或多个酶切位点，具有标志基因）18.质粒？（独立于拟核之外的小型环状双链DNA 份子）19.标志基因的作用？常用的有？（供重组DNA的鉴定和选择）（四环素抗性基因，氨苄青霉素抗性基因）20.基因工程中使用的质粒是否是天然质粒？（不是，使用的是人工改造过的天然质粒）21.基因工程的基本操作程序的步骤？（4个，获取目的基因，基因表达载体的构建（核心工程），将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）24.PCR（多聚酶链式回响反映）技术的原理？（DNA复制）25.PCR技术操作环境？（生物体外，在PCR扩增仪中）26.PCR与DNA复制不同之处？（前者不需要解旋酶，高温解旋，后者要用解旋酶解旋；前者的DNA聚合酶要求热稳定性高，后者环境温和不需要热稳定性高的DNA聚合酶）（PCR技术中需要一种特殊的酶：Taq酶，又叫热稳定性DNA聚合酶）27.若基因较小，核苷酸序列，则能够通过DNA合成仪？（用化学方法直接人工合成）28.基因表达载体？（不同生物构建的表达载体有差别，但都需具备四部分：启动子，终止子，目的基因，标记基因）（复制原点）29.启动子和起始密码子，终止子和终止密码子？（启动子和终止子是DNA，起始密码子和终止密码子是RNA。
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
生物选修三第一章知识点总结
生物选修三第一章知识点总结一、基因工程。
1. 基因工程的概念。
- 基因工程是指按照人们的意愿，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。
2. 基因工程的基本工具。
- 限制性核酸内切酶（限制酶）- 来源：主要从原核生物中分离纯化出来。
- 作用：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。
- 结果：产生黏性末端或平末端。
- DNA连接酶。
- 种类：E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。
- 作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
其中T4DNA连接酶既可以连接黏性末端，也可以连接平末端。
- 载体。
- 种类：质粒（最常用）、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
- 质粒：是一种裸露的、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。
- 载体具备的条件：- 有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。
- 在受体细胞中能进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。
- 有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，供重组DNA的鉴定和选择。
3. 基因工程的基本操作程序。
- 目的基因的获取。
- 目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。
- 获取方法：- 从基因文库中获取：- 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。
其中包含基因组文库（含有一种生物的全部基因）和cDNA文库（只包含某种生物的部分基因，是由生物的某一发育时期的mRNA反转录形成的cDNA构建而成）。
- 利用PCR技术扩增目的基因：- PCR（多聚酶链式反应）：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
- 原理：DNA双链复制。
人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用课件共34张PPT[可修改版ppt]
![人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用课件共34张PPT[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/a6636cc54a7302768f993958.png)
• 基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激 素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
• 基因工程在环保方面有什么应用？ 1）用于环境监测。 2）用于被污染环境的净化。
• 通过基因工程方法怎样进行环境监测？ 例如：用DNA探针可以检测饮用水中
病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏， 1吨水中有10个病毒也能检测出来。
• DNA分子杂交原理：
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链，即能够进行 杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基 互补配对进行。因此，当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？
转基因动物的乳腺。
• 什么叫转基因动物？ 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到
哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里， 目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞 分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使 每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表 达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产 品。这样一种新的个体，称为转基因动物。
加特异表达的启动子）
形成胚胎 将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转
入的基因才能表达）
• 什么叫显微注射技术？
用口径为1μm的DNA 注射器，将大量的目的基 因片段注入到受精卵的核 内，然后把经过注射的受 精卵移植到另一只雌性动 物的子宫内，使受精卵发 育为转基因动物。
高中生物选修3(浙科版)知识点总结
高中生物选修3(浙科版)知识点总结第一章基因工程一、工具酶的发现和基因工程的诞生1.基因工程的概念基因工程是将一种生物的基因转移至另一种生物体中，使其产生需要的基因产物或获得新的遗传性状。
基因工程的核心是构建重组DNA分子。
2.基因工程的基本工具限制性核酸内切酶（限制酶）是“分子手术刀”，能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并切割使其断开，具有专一性。
DNA连接酶是“分子缝合针”，将具有末端碱基互补的DNA片段连接在一起形成重组DNA分子。
载体是“分子运输车”，具有自我复制能力的双链环状DNA分子，能在受体细胞中复制并稳定保存，供外源DNA片段插入和重组DNA鉴定和选择。
二、基因工程的原理和技术基因工程的基本原理是让目的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。
为了实现基因工程，需要准备多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作：目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA导入受体细胞（宿主细胞），筛选含有目的基因的受体细胞、基因表达。
目的基因的获得有两种方法：一种是目的基因的序列已知，可以用化学方法合成目的基因，或者用聚合酶链式反应（PCR）扩增目的基因；另一种是目的基因的序列未知，需要建立一个包括目的基因在内的基因文库，从中寻找目的基因。
形成重组DNA分子的方法是使用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA，然后用DNA连接酶将它们连接在一起，形成重组DNA分子。
将重组DNA分子导入受体细胞的方法是使用适当的方法将形成的重组DNA分子转移到合适的受体细胞中，常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
筛选含有目的基因的受体细胞需要使用选择性培养基进行筛选，因为并不是所有细胞都能接纳重组DNA分子。
最后，目的基因在宿主细胞中表达，能产生人们需要的功能物质。
基因工程的核心是构建重组DNA分子，而DNA的遗传信息传递方式的认定、限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体的发现与应用为基因工程提供了技术上的保障。
高中生物选修3重点知识点总结
高中生物选修3重点知识点总结专题 1 基因工程基因工程：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：λ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）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
人教版高中生物选修3基因工程专题练习
人教版高中生物必修3基因工程专题练习专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具课下提能一、选择题1．下列关于限制酶的说法正确的是()A．限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的B．一种限制酶通常只能识别一种特定的核苷酸序列C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键解析：选B限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A错误；一种限制酶通常只能识别一种特定的核苷酸序列，B正确；DNA分子经限制酶切割后会形成黏性末端或平末端，C错误；限制酶的作用部位是双链DNA分子特定核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。
2．(2019·扬州期末)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是() A．用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D．T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接解析：选B用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开，A错误；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，其中只有T4DNA连接酶还可以连接平末端，D错误。
3．(2019·深圳期末)下列关于基因工程中的DNA连接酶的叙述不正确的是()A．DNA连接酶的化学本质是蛋白质B．DNA连接酶能够连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键C．基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA连接酶D．根据来源不同，DNA连接酶可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶两大类解析：选C DNA连接酶的化学本质是蛋白质，根据来源不同可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶两大类，DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键，而DNA聚合酶连接的是DNA片段与游离的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶。
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》单元测试题(含答案)
专题1 《基因工程》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是( )A．限制酶和DNA连接酶B．限制酶和水解酶C．限制酶和载体D． DNA连接酶和载体2.下列说法正确的是( )A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的载体D．利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程不能称为“克隆”3.某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。
其简要的操作流程如下图。
下列有关叙述错误的是( )A．步骤①所代表的过程是反转录B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态D．检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应试验4.与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是( )A．反转录酶B． RNA聚合酶C． DNA连接酶D．解旋酶5.转基因抗虫棉的研制过程中，为了检测抗虫基因是否成功导入，最简捷有效的方法是( )A．用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否存在B．用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否转录出相应的mRNAC．直接将培育出的棉株叶片饲喂原本的棉花害虫D．检测标记基因是否正常地表达出来6.下列哪项不是表达载体所必需的组成( )A．目的基因B．启动子C．终止子D．抗青霉素基因7.下列说法正确的是( )A．限制性核酸内切酶的识别序列是GAATTC，只能在G和A之间切断DNAB． DNA连接酶能够将任意2个DNA片段连接在一起C．质粒是能够自主复制的小型双链环状DNA分子D．基因工程的载体只有质粒一种8.应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品，提高了经济效益。
下图表示培育生物新品种的过程，请据图判断下列叙述中不正确的是( )A．图中①～⑤过程中都发生了碱基互补配对现象B．图中①过程需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶C．将PrG导入细胞Ⅱ，则Ⅱ最可能是浆B细胞D．图中⑤过程需要的培养基中一定含有植物激素和无机养料9.在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是( )A．化学合成法B．基因组文库法C． cDNA文库法D．多聚酶链式反应10.中国新闻网报道，阿根廷科学家近日培育出了世界上第一头携带有两个人类基因的牛，因此有望生产出和人类母乳极其类似的奶制品。
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4
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 2.工具酶的发现 3.DNA合成和测序技术的发明 4.DNA体外重组的实现 5.重组DNA表达实验的成功 6.第一例转基因动物问世 7.PCR技术的发明
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5
基因工程的概念
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重 组技术。通俗地说，就是按照人们的意 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。
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11
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12
限制性核酸内切酶
1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一
种酶。能将外来的DNA切断，由于这种 切割作用是在DNA分子内部进行的，故 名限制性核酸内切酶。
2、种类：4000种。
3、作用：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。
DNA单链中，形成一条与模板链互补的DNA
链；
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30
基因进入受体细胞的运载体
常用运载体：质粒、 λ噬菌体衍生物、 动植物病毒
质粒 存在：主要存在于细菌的染色体以外。 特性：是很小的环状DNA分子，在细
胞染色体外能够自我复制。
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大肠杆菌质粒的分子结构示意图
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32
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
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25
DNA连接酶
E·coli DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶
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26
DNA连接酶
作用部位：磷酸二酯键
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，
这样一个重组的DNA分子就形成了。
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27
DNA连接酶
区别：
E·coli DNA 连接酶
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33
作为运载体的条件：
（1）必需有一个或多个限制酶的切割 位点，以便目的基因可以插入到运载体 上去。
（2）必需具备自我复制的能力，或整 合到受体染色体DNA上随染色体DNA 的复制而同步复制。
（3）必需带有标记基因，以便重组后 进行重组DNA分子的辨认和筛选。
只能将双链DNA片段互补的粘性末端之
间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之
间进行连接
T4 DNA 连接酶
既可“缝合”双链DNA片段互补的黏性
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
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28
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
相同点： 两者都是形成磷酸二酯键。
限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4 个碱基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两 侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排 列的。
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21
中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称排列的。
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22
用同一种限制性酶处理不同DNA片段，会 形成同样的黏性末端，可进行重组。
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23
限制酶在原核生物中的作用是什么？
4、结果：形成两种末端 粘性末端
可编辑版 平末端
13
什么叫磷酸二酯键？
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14
5
A
磷
4
1
酸
3
2
二
酯
T
5
键
4
1
3
2
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15
什么叫黏性末端？
大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。
限制酶
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16
什么叫黏性末端？
限制 酶
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17
什么叫黏性末端？
苏云金芽孢杆菌
普通棉花(无抗虫特性)
提取
与运载体DNA拼接
抗虫基因
导入
棉花细胞(含抗虫基因)
棉花植株(有抗虫特性)
• 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？
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9
通过观察抗虫棉的培育过程，你认为关键 的步骤是什么？
关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来。 关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接。 关键步骤三： 抗虫基因导入受体（棉花）细胞。
不同点：
DNA连接酶:是将DNA双链上的两个缺口同 时连接起来，不需要模板。
DNA聚合酶:是以一条DNA链为模板，将单 个核苷酸通过磷酸二酯键连接到正在合 成的DNA单链中，形成一条与模板链互补 的DNA链；
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29
DNA聚合酶:是以一条DNA链为模板，将单个
核苷酸通过磷酸二酯键连接到正在合成的
生物 选修3 现代生物科技专题
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1
目录
专题1 基因工程 专题2 细胞工程 专题3 胚胎工程 专题4 生物技术的安全性和伦理问题 专题5 生态工程
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2
专题1 基因工程
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3
基础理论和技术的发展催生了基因工程
20世纪中叶，基础理论取得了重大突破 1.DNA是遗传物质的证明 2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立 3.遗传密码的破译
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。
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18
什么叫平末端？
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。
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19
切割DNA分子时产生的两种不同末端
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20
限制酶所识别的序列有什么特点？
原核生物容易受到自然界外源DNA的入 侵，限制酶是原核生物的一种防御性工 具，当外源DNA侵入时，会利用限制 酶将外源DNA切割掉，使之失效，达 到保证自身的安全的目的。
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24
为什么细菌中限制酶不剪切本身的DNA？ 因为微生物在长期的进化过程中形成了
一套完善的防御机制，对于外源入侵的 DNA可以降解；含有某种限制酶的细 胞，其DNA分子中或者不具备这种限 制酶的识别切割序列，或者通过甲基化 酶将甲基转移到所识别序列的碱基上， 使限制酶不能将其切开。
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6
基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
ห้องสมุดไป่ตู้
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
实质
基因重组
结果
人类需要的基因产物
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7
转基因抗虫棉花
转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，
是中国目前最主要的转基因作物。
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8
• 基因工程培育抗虫棉的简要过程：
关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶。 关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶。 关键步骤三的工具：基因的运输工具——运载体。
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1.1 DNA重组技术的基本工具
基本工具： 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”