基因工程的基本操作工具

练习
3）不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 （
D）
D、它是环状DNA
练习
4）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶可用于目的基因的获取 C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶








7、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件 及理由是(A) A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制， 以便提供大量的目的基因 B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供 条件 D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行 筛选 8、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是 ①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④是蛋 白质 ⑤是环状RNA ⑥是环状DNA ⑦能“ 友好”地“借居” A、①③⑤⑦ B、②④⑥ C C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
第一节 基因工程 • 主要内容：
（1）基因工程的概念 （2）基因操作的工具 （3）基因操作的基本步 骤
１. 基因工程的概念
这种技术是在生物体外，通过对 DNA分子进行人工“剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行改 造和重新组合，然后导入受体细胞 内进行无性繁殖，使重组基因在受 体细胞内表达，产生出人类所需要 的基因产物。
位 点
基 因 操 作 的 工 具
一.“分子手术刀":限制性核酸内切酶 来源:主要来自原核生物 作用:将外来的DNA切断 结果:产生黏性末端或 平末端 二.“分子缝合针”: DNA连接酶 分类:E· coli DNA连接和T4 DNA连接酶 作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来 三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体 种类:质粒、噬菌体、动植物病毒等 条件:自我复制、限制酶切点、标记基因、 安全的、大小应适合
练习
5）有关基因工程的叙述正确的是 （
A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体
D）
D、只要把目的基因导入受体细胞就会产 生相应的蛋白质
练习
6 ）基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计 施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行 碱基互补配对的步骤是 （C） A、人工合成目的基因
P14
DNA合成仪
(二)目的基因与运载体结合
4.过程:
质粒
DNA分子 同一种限制酶处理
一个切口 两个黏性末端 DNA连接酶
两个切口 获得目的基因
重组DNA分子（重组质粒）
(三)将目的基因导入受体细胞 受体细胞 内，并且在 转化 ——目的基因进入_________ 稳定 和_____ 表达 的过程 受体细胞内维持_____ 将目的基因导入 植物细胞 方法 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
重播
切割位点
切割位点
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”（单链的片段）。被同一种限制酶切断的 几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进 行配对。 磷
酸 实质； 2个磷酸二酯键的断裂 二 氢键会自然断裂 酯 键
看P10-11
例题：-G AATTC解答： ①切载体： ↓ -G AATTC↓ ↓ ↓



9、在受体细胞中能检测出目的基因是因为( B ) A、目的基因上有标记 B、质粒具有某些标记基因 C、重组质粒能够复制 D．以上都不正确 10、关于质粒的叙述正确的是( ) A A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子 B、质粒是唯一的载体 C、重组质粒是目的基因 D、质粒可在宿主外单独复制
1.以下说法正确的是 （C ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核 苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有 多个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形 成氢键

2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 （ D） B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA
别怕，这 都是假想 的图片
基因工程的理论铺垫
艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质 1944 沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构1953 尼伦贝格：破译遗传密码 1960 1966

1973年:美\科恩：将两种不同来源的ＤＮＡ分子进 行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达， 创立了定向改造生物的新技术——基因工程
实质：（氢键容易结合）催化形成磷 酸二酯键。
G
C
A
A T T C
T
T A A G
“分子缝合针”——DNA连接酶
根据来源不同可分为 :
E· coli DNA连接酶
T4 DNA连接酶
在性质上两者 异同点： 两者都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复 被限制酶切开的两个核苷之间的磷酸二酯键。 但E· coli DNA连接酶只能“缝合”黏性末端不 能“缝合”平末端； 而T4 DNA连接酶既能“缝合”黏性末端又能 “缝合”平末端。




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5、关于限制酶的说法中，正确的是（ C） A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键 C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割 外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中 6、DNA连接酶催化的反应是(D ) A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键 B．黏性末端碱基之间形成氢键 C．两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接 D．A、B、C都不正确

11、下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是 A、①② B、①③ C、①④ D．②③
B


12、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两 种酶是 C (1)限制酶(2)连接酶(3)解旋酶(4)还原酶 A、(1)(2)(3) B、(1)(2)(4) C、(1)(2) D、(1)(3)

13、以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段 ，分析回答问题。
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达
7、基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有 赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图，请据图 分析回答：
概念的把握
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 特点 本质 生物体外 基因
DNA分子水平
剪切 → 拼接 →导入 → 表达
人类需要的基因产物
打破种的界限，定向改造生物 基因重组
实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素
操作步骤：将人的胰岛素基因（目的 基因）转移到大肠杆菌（受体细胞） 中，通过微生物的发酵使大肠杆菌 表达人的胰岛素基因，从而获得人 的胰岛素（结果）。
抗虫基因与质粒结合形成 重组质粒
将重组质粒导入土壤农杆菌
练习
1）基因工程依据的遗传学原理是（
A．基因突变 C．染色体变异 B．基因重组 D．DNA复制
B
）
练习
2）以下说法正确的是 （
C）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、基因控制的性状都能在后代表现出来
基因工程的操作步骤有哪些？ 各个步骤如何进行？ 看书P12
基因操作的基本步骤
供体生物细胞
(一）提取目的基因
将需要的基因从供体生 物的细胞内提取出来。
取出DNA
目前被较广泛提取使用 的目的基因有： 苏 云金杆菌抗虫基因、人 胰岛素基因、人干扰素 基因、种子贮藏蛋白基 因、植物抗病基因等。
用限制酶剪去 多余部分


③ (1)其中①和 是由一种限制酶切 割形成的 平 末端，两者要重组成一个DNA 分子，所用DNA连接酶通常是 T4DNA连接酶 。 ② 和 ④ (2) 是由另一种 限制酶切割形成的 黏性 末端，两者 要形成重组DNA片段，所用DNA连接酶通常 是 E· 。 coli DNA连接酶
基 因 克 隆 操 作
鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
抗虫棉的培育流程图：-----P13‘积极思维’
从苏云金芽苞杆菌中提取 抗虫基因 同一种限制 酶处理 从土壤农杆菌中提取带 有选择性标记的质粒 将土壤农杆菌与棉花 细胞混合培养 侵 染 植物组织培养 重组质粒将抗虫基因导 入棉花细胞并整合到棉 花的DNA上 获得抗虫棉 筛选
将目的基因导入 ——显微注射法 动物细胞 将目的基因导入 ——感受态细胞 微生物细胞
(四)目的基因的检测与鉴定
——检查是否成功
检测—
①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因 方法—— DNA分子杂交 ②检测目的基因是否转录出了mRNA 方法—— 分子杂交 ③检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法—— 抗原抗体杂交
DNA连接酶与DNA聚合酶是一 回事吗？为什么？
不是一回事 相同点：都形成磷酸二酯键 不同点： 1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到 已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键； 而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键 2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模 板；而DNA连接酶不需要模板。
3、基因的运输工具——运载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物 体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细 胞内去！能将目的基因送入细胞的工具就是运载体。 运载体必须同时满足 三个要求：①具有多个限 制酶切点；②能在宿主细 胞内稳定保存并复制表达； ③具有标记基因。 常用的载体有质粒、 目 的 噬菌体、动植物病毒等； 基 因 最早用的载体是一种环状 插 入 DNA——质粒。
(1），5’---G ACGTC---3’ ↓ (2），-AGG CCT↓ (3），- AATT- ①切载体 ②切目的基因
↓
②切目的基因： ↓ -G AATTC↓
-G AATTC-CTTAA↑G-
-G AATTC-----G AATTC-CTTAA↑G-----CTTAA↑G-
-G AATTC-CTTAA G-
-G AATTC----G AATTC-CTTAA G----CTTAA G-
２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：将互补配对的两
个黏性末端连接起来，使之成为一个完整
的DNA分子。
重 播
２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性 末端连接或平口末端起来，使之成为一个完整 的DNA分子。
限制酶
目的基因
提取目的基因的方法 ⑴直接分离基因(从基因文库中获取）——鸟枪法
将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运 载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只 要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因 工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成 功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一 种生物的个别基因复制出来，加以修饰 改造，然后放到另一种生物的细胞里， 定向改造生物的遗传性状。
基因工程操作过程中 常用的工具和酶有哪些？ 各自的功能是什么？ 看书：P10-12
㈠ 基因操作的工具
基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、 拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进 行基因操作最少需要以下三种工具： １、基因的剪刀──限制性内切酶（限制酶） 一种限制酶只能 识别一种特定的核苷 酸序列，并在特定的 位点上将DNA 分子切 断。目前已发现的限 制酶有500多种。
⑵人工合成基因法 有两种方法： ①直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出 信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱 氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应 的基因。
②逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下 将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。
（3）利用PCR技术扩增目
的基因

3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ B D） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传 性状，培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体

4、下列关于限制酶的说法正确的是 B A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中 很少 B、一种限制酶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