基因工程概述课件(苏教版选修3)

1、第一章基因工程第一章基因工程第一章基因工程第一章基因工程第一节基因工程概述第一节基因工程概述第一章基因工程第一章基因工程栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程学习导航学习导航1.简述基因工程的概念。（重点）简述基因工程的概念。（重点）2.举例说出基因工程的工具。（重难点）举例说出基因工程的工具。（重难点）3.简述基因工程的一般过程与技术。（重难点）简述基因工程的一般过程与技术。（重难点）栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程新知初探思维启动新知初探思维启动一、理论与技术一、理论与技术1.理论基础：艾弗里证明了理论基础：艾弗里证明了_是遗传是遗传物质；沃森和克里克阐明了物质；沃森和克

2、里克阐明了DNA分子的分子的_结构；尼伦贝格等破译了结构；尼伦贝格等破译了_。DNA双螺旋双螺旋遗传密码遗传密码栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程2.技术技术(1)工具酶：工具酶： 和和_。(2)载体：载体：_等。等。二、基因工程二、基因工程1.概念：在概念：在_通过人工通过人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”等方法，对生物的基因进行等方法，对生物的基因进行_，然后导入，然后导入_，并使，并使_在受体细胞中表达，产生人类在受体细胞中表达，产生人类需要的需要的_的技术。的技术。DNA连接酶连接酶质粒质粒体外体外改造和改造和重新组合重新组合受体细胞受体细胞重组基因重组基因基因产物基因产物栏目

3、栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程2.操作水平：操作水平：_水平。水平。3.过程：基因过程：基因_、体外、体外_转转移以及在受体细胞内的移以及在受体细胞内的_等。等。基因基因分离分离重组重组复制和表达复制和表达栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程想一想想一想人工人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”的结构基础是什么？的结构基础是什么？提示：提示：DNA的双螺旋结构。的双螺旋结构。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程三、酶与载体三、酶与载体1.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(1)只能识别只能识别_序列。序列。(2)在合适的反应条件下使在合适的反应条件下使_条链条链_的的2个核苷

4、酸之间的个核苷酸之间的_键键断裂。断裂。(3)切割出切割出_末端。末端。特定的核苷酸特定的核苷酸每每特定特定部位部位磷酸二酯磷酸二酯黏性或平口黏性或平口栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程2.DNA连接酶连接酶连接连接_个个DNA片段形成两个片段形成两个_键成为一个重组键成为一个重组DNA。3.载体载体(1)常见的载体有常见的载体有_、_以及以及一些动、植物一些动、植物_。(2)最简单的质粒载体必须包含三个部分：最简单的质粒载体必须包含三个部分：_、_和和_。两两磷酸二酯磷酸二酯质粒质粒噬菌体噬菌体病毒病毒复制区复制区遗传标记基因遗传标记基因目的基因插入位点目的基因插入位点栏目栏目导引

5、导引第一章基因工程第一章基因工程判一判判一判(1)限制性核酸内切酶能够破坏所有磷酸二限制性核酸内切酶能够破坏所有磷酸二酯键酯键( )(2)DNA连接酶通过形成磷酸二酯键连接黏连接酶通过形成磷酸二酯键连接黏性末端或平口末端性末端或平口末端( )(3)质粒的目的基因插入位点含有质粒的目的基因插入位点含有DNA连接连接酶识别的序列酶识别的序列( )栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程基因文库基因文库PCR同一种同一种重组重组栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程目的基因目的基因受体受体标记基因标记基因克隆克隆目的基因目的基因栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程要点突破讲练互动要

6、点突破讲练互动工具酶工具酶1.限制性核酸内切酶的识别与切割限制性核酸内切酶的识别与切割(1)限制性核酸内切酶能够识别特定的核苷限制性核酸内切酶能够识别特定的核苷酸序列，并有特定的切割位点。酸序列，并有特定的切割位点。(2)限制性核酸内切酶切开的末端是黏性末限制性核酸内切酶切开的末端是黏性末端或平口末端。端或平口末端。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程限制性核酸内切酶所识别的限制性核酸内切酶所识别的DNA序列，序列，无论是无论是6个碱基还是个碱基还是4、5、8个碱基，都可以个碱基，都可以找到一条中心轴线，中心轴线两侧的双链找到一条中心轴线，中心轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复

7、排列的。上的碱基是反向对称重复排列的。若限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴若限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线的两侧分别切割，则得到黏性末端；若限线的两侧分别切割，则得到黏性末端；若限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线处进制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线处进行切割，则得到平口末端。行切割，则得到平口末端。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(3)在切割位点处破坏了磷酸二酯键。在切割位点处破坏了磷酸二酯键。(4)不同的限制性核酸内切酶可以切割相同不同的限制性核酸内切酶可以切割相同的黏性末端。的黏性末端。(5)限制性核酸内切酶一般存在于原核生物限制性核酸内切酶一般存在于原核生物的细胞内

8、，能够切断外源的细胞内，能够切断外源DNA。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程2.DNA连接酶连接酶(1)连接两个连接两个DNA片段。片段。(2)形成磷酸二酯键。形成磷酸二酯键。(3)黏性末端能够形成碱基互补配对。黏性末端能够形成碱基互补配对。(4)DNA连接酶和连接酶和DNA聚合酶的比较聚合酶的比较栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程类类别别项目项目DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶相同点相同点催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键不不同同点点模板模板不需要模板不需要模板需要需要DNA的一的一条链为模板条链为模板作用作用对象对象游离的游离

9、的DNA片段片段单个的脱氧核苷酸单个的脱氧核苷酸作用作用结果结果形成重组形成重组DNA分子分子形成形成DNA的一条链的一条链用途用途基因工程基因工程DNA复制复制栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程特别提醒特别提醒(1)不同的限制性核酸内切酶识别的核苷酸不同的限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列不同，切割位点不同，体现了酶的特异序列不同，切割位点不同，体现了酶的特异性。性。(2)线性线性DNA没有切割前有两个游离的磷酸没有切割前有两个游离的磷酸基团，切割后有四个游离的磷酸基团。基团，切割后有四个游离的磷酸基团。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程变式训练变式训练1.限制性核酸内切酶

10、限制性核酸内切酶a和和b的识别序列和切割位的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法错误的是点如图所示。下列有关说法错误的是()A在相同的在相同的DNA分子分子中中a酶的识别位点一般酶的识别位点一般明显要比明显要比b酶多酶多B能被能被a酶识别并切割的序列也能被酶识别并切割的序列也能被b切割切割栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程Ca酶与酶与b酶切断的化学键相同酶切断的化学键相同D将大量将大量a酶和酶和b酶切割后的片段混合，重酶切割后的片段混合，重新连接后的新连接后的DNA片段不一定全都能被片段不一定全都能被b切割切割栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程解析：选解析：选B。比较。

11、比较a酶和酶和b酶的识别序列发现酶的识别序列发现,b酶识别和切割的序列，酶识别和切割的序列，a酶一定能够识别和酶一定能够识别和切割；但是切割；但是a酶识别和切割的序列，酶识别和切割的序列，b酶不一酶不一定能够识别和切割。定能够识别和切割。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程质粒与重组质粒质粒与重组质粒1.质粒质粒(1)结构：环状结构：环状DNA。(2)分布：原核细胞的细胞质。分布：原核细胞的细胞质。(3)能够作为载体的质粒组成：能够作为载体的质粒组成：复制区：含有复制原点，是复制区：含有复制原点，是DNA复制特复制特定的起始位点。含有定的起始位点。含有A/T碱基对较多。碱基对较多。栏目

12、栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程遗传标记基因：主要是抗性基因，最常见遗传标记基因：主要是抗性基因，最常见的是抗生素抗性基因，如氨苄青霉素抗性基的是抗生素抗性基因，如氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因、氯霉素抗性基因和新因、四环素抗性基因、氯霉素抗性基因和新霉素抗性基因等。用于鉴定和筛选重组霉素抗性基因等。用于鉴定和筛选重组DNA分子。分子。目的基因插入位点：是某种限制性核酸内目的基因插入位点：是某种限制性核酸内切酶的切割位点，便于目的基因的插入。通切酶的切割位点，便于目的基因的插入。通常一个质粒上会含有多种限制性核酸内切酶常一个质粒上会含有多种限制性核酸内切酶的切割位点。的切割位点。栏

13、目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程2.重组质粒重组质粒(1)由质粒和目的基因组成。又叫重组由质粒和目的基因组成。又叫重组DNA分子。分子。(2)在体外操作。在体外操作。(3)需要利用限制性需要利用限制性核酸内切酶和核酸内切酶和DNA连接酶。连接酶。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(4)结构分析：结构分析：和质粒相比较多出一个目的基因结构。和质粒相比较多出一个目的基因结构。启动子和终止子控制目的基因的转录。启动子和终止子控制目的基因的转录。a启动子上有启动子上有RNA聚合酶识别和结合的位聚合酶识别和结合的位点，启动目的基因的转录。点，启动目的基因的转录。b终止子，终止子，RN

14、A聚合酶不能与之结合，终聚合酶不能与之结合，终止转录。止转录。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程特别提醒特别提醒(1)质粒能够在宿主细胞内稳定存在。质粒能够在宿主细胞内稳定存在。(2)小分子质粒易于操作和分离纯化。小分子质粒易于操作和分离纯化。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程 (2012江都高二期末江都高二期末)科学家将人的科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性核酸内切酶

15、切割目的基因和质粒，的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GGATCC ，限，限制性核酸内切酶制性核酸内切酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是 GATC ，据图回答：，据图回答： 栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(1)由上述质粒结构图可知基因工程中的载由上述质粒结构图可知基因工程中的载体至少应具备的条件是体至少应具备的条件是_；_栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(2)根据图示分析，在构建基因表达载体过根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应选用限制性核酸内切酶

16、程中，应选用限制性核酸内切酶_(填填“”“”或或“”“”)切割质粒，再用切割质粒，再用_缝缝合目的基因和质粒之间的缺口，可获得合目的基因和质粒之间的缺口，可获得_种重组质粒。种重组质粒。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(3)将得到的大肠杆菌将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有涂布在一个含有_的培养基上，待平板冷凝后为避免污染，需的培养基上，待平板冷凝后为避免污染，需将培养皿呈将培养皿呈_状态放置。经过一定时状态放置。经过一定时间培养后，能够在培养基上生长的，说明已间培养后，能够在培养基上生长的，说明已导入了导入了_，反之则没有导入。，反之则没有导入。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章

17、基因工程【解析解析】(1)从图中可以看出质粒的结构从图中可以看出质粒的结构特点是有两个标记基因分别是氨苄青霉素抗特点是有两个标记基因分别是氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，并且有两种限制性基因和四环素抗性基因，并且有两种限制性核酸内切酶的切割位点，其中酶性核酸内切酶的切割位点，其中酶切割位切割位点有一个，酶点有一个，酶的切割位点有两个。的切割位点有两个。(2)如果使用酶如果使用酶切割质粒，在两个抗性基切割质粒，在两个抗性基因上都有切割位点因上都有切割位点,质粒的抗性基因被破坏质粒的抗性基因被破坏,所以不能用酶所以不能用酶切割质粒切割质粒,只能用酶只能用酶切割切割,栏目栏目导引导引第一章基因工

18、程第一章基因工程保留一个氨苄青霉素抗性基因；对于目的基保留一个氨苄青霉素抗性基因；对于目的基因的获取则不能使用酶因的获取则不能使用酶切割，只有使用酶切割，只有使用酶切割含有目的基因的切割含有目的基因的DNA。由于两种酶的。由于两种酶的黏性末端相同黏性末端相同,所以在所以在DNA连接酶的作用下连接酶的作用下目的基因和切割的质粒的黏性末端能够形成目的基因和切割的质粒的黏性末端能够形成碱基互补配对。由于质粒只有一个切口碱基互补配对。由于质粒只有一个切口,所所以目的基因和质粒只能形成一种重组质粒以目的基因和质粒只能形成一种重组质粒.栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(3)将目的基因导入大肠杆

19、菌的结果有三种将目的基因导入大肠杆菌的结果有三种,没没有导入任何结构的大肠杆菌，导入插入目的有导入任何结构的大肠杆菌，导入插入目的基因的质粒的大肠杆菌和导入没有插入目标基因的质粒的大肠杆菌和导入没有插入目标基因的质粒的大肠杆菌，由于都含有氨苄青基因的质粒的大肠杆菌，由于都含有氨苄青霉素抗性基因，所以能够在含有氨苄青霉素霉素抗性基因，所以能够在含有氨苄青霉素的培养基上生长。的培养基上生长。接种微生物后的培养采用倒置培养皿的方式接种微生物后的培养采用倒置培养皿的方式能够防止凝结在皿盖上的水蒸气流到培养基能够防止凝结在皿盖上的水蒸气流到培养基表面污染菌种；有利于菌种利用培养基营养表面污染菌种；有利于

20、菌种利用培养基营养,加快生长速度。加快生长速度。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程【答案答案】(1)含标记基因含标记基因有一个或有一个或多个限制性核酸内切酶切割位点多个限制性核酸内切酶切割位点(2)DNA连接酶连接酶1(3)氨苄青霉素倒置普通质粒或重组质氨苄青霉素倒置普通质粒或重组质粒粒(写一个不给分写一个不给分)栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程【探规寻律探规寻律】(1)当质粒有多个限制性核当质粒有多个限制性核酸内切酶切割位点时，要分清切割后是否还酸内切酶切割位点时，要分清切割后是否还存在抗性基因等标记基因。存在抗性基因等标记基因。(2)限制性核酸内切酶要切割完整的目的基

21、限制性核酸内切酶要切割完整的目的基因，不能破坏目的基因的结构。因，不能破坏目的基因的结构。(3)不同的限制性核酸内切酶切割要注意黏不同的限制性核酸内切酶切割要注意黏性末端能否碱基互补配对。性末端能否碱基互补配对。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程变式训练变式训练2.(2012南京师大附中高二月考南京师大附中高二月考)下图为重组下图为重组质粒形成示意图。将此重组质粒导入大肠杆质粒形成示意图。将此重组质粒导入大肠杆菌菌,然后将大肠杆菌放在四种培养基中培养：然后将大肠杆菌放在四种培养基中培养：a无抗生素的培养基，无抗生素的培养基，b含四环素的含四环素的培养基，培养基，c含氨苄青霉素的培养基

22、，含氨苄青霉素的培养基，d含四环素和氨苄青霉素的培养基。含重组含四环素和氨苄青霉素的培养基。含重组质粒的大肠杆菌能生长的是质粒的大肠杆菌能生长的是()栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程Aa Ba和和cCa和和b Db和和c栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程解析：选解析：选B。从图中可以看出人的生长激素。从图中可以看出人的生长激素基因插入到抗四环素基因中，导致抗四环素基因插入到抗四环素基因中，导致抗四环素基因结构被破坏，无法表达，重组质粒只有基因结构被破坏，无法表达，重组质粒只有抗氨苄青霉素基因能够表达，导入此重组质抗氨苄青霉素基因能够表达，导入此重组质粒的大肠杆菌只能够在无

23、抗生素或含有氨苄粒的大肠杆菌只能够在无抗生素或含有氨苄青霉素的培养基上生长，不能在含有四环素青霉素的培养基上生长，不能在含有四环素的培养基上生长。的培养基上生长。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程1.目的基因获取目的基因获取(1)从基因文库中获取从基因文库中获取基因文库的构建：切割某一种生物细胞的基因文库的构建：切割某一种生物细胞的整个基因组整个基因组DNA成为大小合适的片段成为大小合适的片段构构建重组质粒建重组质粒分别导入宿主细胞分别导入宿主细胞宿主细胞宿主细胞繁殖成群成为基因文库繁殖成群成为基因文库(扩增扩增DNA片段片段)基因工程的操作技术基因工程的操作技术栏目栏目导引导引第一

24、章基因工程第一章基因工程特点：包含了某种生物细胞的全部基因。特点：包含了某种生物细胞的全部基因。获取目的基因的方法：获取目的基因的方法：根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物和翻译在染色体上的位置、基因的转录产物和翻译产物等信息，可直接从基因文库中获得目的产物等信息，可直接从基因文库中获得目的基因。基因。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(2)PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因原理：原理：DNA复制。复制。过程：变性过程：变性退火退火延伸延伸栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程与细胞内与细胞内DNA复制

25、不同点：解旋不需要复制不同点：解旋不需要解旋酶、需要引物、热稳定解旋酶、需要引物、热稳定DNA聚合酶聚合酶(Taq酶酶)、快速大量复制。、快速大量复制。目的基因循环扩增的结果：后代分为三种目的基因循环扩增的结果：后代分为三种情况，一个只含有引物情况，一个只含有引物A的目的片段，一个的目的片段，一个只含有引物只含有引物B的目的片段，的目的片段， 2n2个同时含个同时含有引物有引物A和和B的目的片段。的目的片段。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程特别提醒特别提醒PCR技术过程所需能量来自热能，细胞内技术过程所需能量来自热能，细胞内DNA复制所需能量来复制所需能量来ATP水解。水解。栏目栏

26、目导引导引第一章基因工程第一章基因工程2.制备重组制备重组DNA分子分子基因工程的核心基因工程的核心(1)目的目的使目的基因在受体细胞中稳定存在；使目的基因在受体细胞中稳定存在；能够遗传给下一代；能够遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。使目的基因能够表达和发挥作用。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(2)基因表达载体的结构：由启动子、目的基因表达载体的结构：由启动子、目的基因、终止子、标记基因和复制原点组成。基因、终止子、标记基因和复制原点组成。启动子：在目的基因的上游，是启动子：在目的基因的上游，是RNA聚聚合酶识别和结合的部位，启动目的基因的转合酶识别和结合的部位，启动目

27、的基因的转录。录。终止子：在目的基因的下游，终止目的基终止子：在目的基因的下游，终止目的基因的转录。因的转录。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程3.转化受体细胞：将携带目的基因的载体导转化受体细胞：将携带目的基因的载体导入受体细胞。入受体细胞。当受体细胞为微生物细胞时，常用当受体细胞为微生物细胞时，常用CaCl2处处理微生物细胞，以增大细胞壁的通透性，有理微生物细胞，以增大细胞壁的通透性，有利于载体的导入。利于载体的导入。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程4.筛选重组细胞筛选重组细胞(1)筛选筛选根据标记基因进行筛选根据标记基因进行筛选插入灭活法。插入灭活法。将目的基因插入

28、特定的某种抗生素抗性基因将目的基因插入特定的某种抗生素抗性基因中，该抗性基因结构被破坏，该种抗生素抗中，该抗性基因结构被破坏，该种抗生素抗性消失，含有重组质粒的细菌不能在含有该性消失，含有重组质粒的细菌不能在含有该抗生素的培养基上生长繁殖。抗生素的培养基上生长繁殖。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程根据目的基因及其产物进行筛选：根据目的基因及其产物进行筛选：项目项目类别类别原理原理方法与工具方法与工具结果结果分分子子水水平平核核酸酸水水平平DNA杂交杂交核酸核酸(基因基因)探探针与解旋的目针与解旋的目的基因的一条的基因的一条链碱基互补配链碱基互补配对，形成杂交对，形成杂交带带有杂交带

29、，目有杂交带，目的基因已经导入的基因已经导入受体细胞受体细胞没有杂交带，没有杂交带，目的基因没有导目的基因没有导入受体细胞入受体细胞栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程项目项目类别类别原理原理方法与工具方法与工具结果结果分分子子水水平平蛋蛋白白质质水水平平抗原抗原抗体的抗体的特导性特导性结合结合利用该基因利用该基因表达产物的表达产物的免疫血清作免疫血清作抗体，目的抗体，目的基因表达的基因表达的产物作为抗产物作为抗原，进行抗原，进行抗原原抗体反抗体反应应出现特定反应，出现特定反应，说明目的基因已说明目的基因已经导入受体细胞，经导入受体细胞，并且进行了表达并且进行了表达没有出现特定没有出现

30、特定反应，说明没有反应，说明没有导入受体细胞，导入受体细胞，或者导入但没有或者导入但没有表达表达栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程项目项目类别类别原理原理方法与工方法与工具具结果结果个体水个体水平平基因基因控制控制性状性状的表的表达达改变特定改变特定的环境条的环境条件，如用件，如用棉铃虫取棉铃虫取食抗虫棉食抗虫棉细胞等细胞等棉铃虫死亡，说棉铃虫死亡，说明抗虫基因表达了明抗虫基因表达了生物活性生物活性棉铃虫没有死亡，棉铃虫没有死亡，说明抗虫基因表达说明抗虫基因表达了，但是产物没有了，但是产物没有生物活性生物活性(2)克隆克隆5.实现功能表达实现功能表达栏目栏目导引导引第一章基因工程第一

31、章基因工程 (2011高考海南卷高考海南卷)回答有关基因工程回答有关基因工程的问题：的问题：(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制性核酸内切酶切割的限制性核酸内切酶切割DNA后，可能产后，可能产生黏性末端，也可能产生生黏性末端，也可能产生_末端。若要末端。若要在限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒后在限制性核酸内切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使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_(相同、不同相同、不同)黏性末端的限制性核酸黏性末端的限制性核酸内切酶。内切酶。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(2)利用大肠杆菌生

32、产人胰岛素时，构建的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，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其中启动子的作用是_。在 用 表 达 载 体 转 化 大 肠 杆 菌 时 ， 常 用在 用 表 达 载 体 转 化 大 肠 杆 菌 时 ， 常 用_处理大肠杆菌，以利于表达载体进处理大肠杆菌，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，可用标记的胰岛素基因片段作探针与与mRNA杂交，该杂交技术称为杂交，该杂交技术称为_。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程为了

33、检测胰岛素基因转录的为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译是否翻译成成_，常用抗原，常用抗原抗体杂交技术。抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法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导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的质粒的_中，然后用该农杆菌感染中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入重组将目的基因插入植物细胞的植物细胞的_上。上。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程【解析解析】(1)限制性核酸内切酶能识别特定限制性核酸内切酶能识别特定的的DNA序列，并在特定位点上切割序列，并在特定位点

34、上切割DNA，形成黏性末端或平口末端；要使目的基因和形成黏性末端或平口末端；要使目的基因和质粒直接进行连接，应使用同一种限制性核质粒直接进行连接，应使用同一种限制性核酸内切酶进行切割，使二者产生相同的黏性酸内切酶进行切割，使二者产生相同的黏性末端。末端。(2)启动子为启动子为DNA序列，其具有序列，其具有RNA聚合酶结合位点，能启动转录聚合酶结合位点，能启动转录,合成合成RNA；将基因表达载体导入大肠杆菌时将基因表达载体导入大肠杆菌时,常用常用Ca2栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程处理大肠杆菌；检测目的基因时，常用分子处理大肠杆菌；检测目的基因时，常用分子杂交技术检测目的基因或相应

35、的杂交技术检测目的基因或相应的mRNA，或或采用抗原采用抗原抗体杂交技术鉴定相应的蛋白质抗体杂交技术鉴定相应的蛋白质.(3)用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，首先将目的基因导入农杆菌时，首先将目的基因导入农杆菌Ti质粒的质粒的DNA中，再利用农杆菌侵染植物细胞，通过中，再利用农杆菌侵染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体重组将目的基因插入植物细胞的染色体的的DNA上。上。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程【答案答案】(1)平口相同平口相同(2)RNA聚合酶聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转识别和结合的位点，有了它才

36、能驱动基因转录出录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质，最终获得所需要的蛋白质Ca2DNA分子杂交技术人胰岛素分子杂交技术人胰岛素(3)DNA染色体的染色体的DNA栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程【探规寻律探规寻律】(1)选择限制性核酸内切酶选择限制性核酸内切酶的标准首先保证目的基因结构的完整性，其的标准首先保证目的基因结构的完整性，其次相同的限制性核酸内切酶切割质粒时，质次相同的限制性核酸内切酶切割质粒时，质粒至少有一个完整的标记基因。粒至少有一个完整的标记基因。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(2)重组质粒就是基因表达载体，目的基因重组质粒就是基因表达载体，目的基因的

37、上游就是启动子，是一段含有的上游就是启动子，是一段含有RNA聚合聚合酶识别并结合的位点的脱氧核苷酸序列，负酶识别并结合的位点的脱氧核苷酸序列，负责启动目的基因的转录；下游是终止子，终责启动目的基因的转录；下游是终止子，终止目的基因的转录。止目的基因的转录。(3)标记基因是筛选转化细胞的依据。标记基因是筛选转化细胞的依据。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程变式训练变式训练3.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以凝血因子只存在于该转基因羊的

38、乳汁中。以下有关叙述正确的是下有关叙述正确的是()A人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目等于凝血因子氨基酸数目的对数目等于凝血因子氨基酸数目的3倍倍B可用显微注射技术将含有人凝血因子的可用显微注射技术将含有人凝血因子的重组重组DNA分子导入羊的受精卵分子导入羊的受精卵栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程C在该转基因羊体内，人凝血因子基因存在该转基因羊体内，人凝血因子基因存在于乳腺细胞中，不存在于其他体细胞中在于乳腺细胞中，不存在于其他体细胞中D人凝血因子基因开始转录后，人凝血因子基因开始转录后，DNA连接连接酶以酶以DNA分子的一条链为模板合成分子

39、的一条链为模板合成mRNA解析：选解析：选B。在人体细胞中，凝血因子基因。在人体细胞中，凝血因子基因编码区既有内含子，也有外显子。内含子不编码区既有内含子，也有外显子。内含子不能编码氨基酸，所以凝血因子基因编码区的能编码氨基酸，所以凝血因子基因编码区的碱基对数目要大于凝血因子氨基酸数目的碱基对数目要大于凝血因子氨基酸数目的3栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程倍。多细胞生物体的个体发育起点为受精卵倍。多细胞生物体的个体发育起点为受精卵,受精卵经有丝分裂形成一个完整的个体，所受精卵经有丝分裂形成一个完整的个体，所以转基因羊中人凝血因子基因不仅存在于乳以转基因羊中人凝血因子基因不仅存在于乳

40、腺细胞中，其他体细胞中也有，只是没有表腺细胞中，其他体细胞中也有，只是没有表达。人凝血因子基因开始转录后，以达。人凝血因子基因开始转录后，以DNA分分子的一条链为模板合成子的一条链为模板合成mRNA，在这一过程，在这一过程中用的是中用的是RNA聚合酶而不是聚合酶而不是DNA连接酶。连接酶。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程制备重组制备重组DNA分子分子【例题例题】苏云金杆菌苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。如图是转能力的毒素蛋白。如图是转Bt毒素蛋白基因毒素蛋白基因植物的培育过程示意图植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉为抗氨苄青霉素基因素基因)，据

41、图回答下列问题。，据图回答下列问题。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(1)将图中将图中的的DNA用用Hind、BamH完完全酶切后，反应管中有全酶切后，反应管中有_种种DNA片片段。段。(2)图中图中表示表示Hind与与BamH酶切、酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得连接酶连接的过程，此过程可获得_种重组质粒；如果换用种重组质粒；如果换用Bst与与BamH酶切，目的基因与质粒连接后可获酶切，目的基因与质粒连接后可获得得_种重组质粒。种重组质粒。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(3)目的基因插入质粒后，不能影响质粒的目的

42、基因插入质粒后，不能影响质粒的_。(4)图中图中的的Ti质粒调控合成的质粒调控合成的vir蛋白，可蛋白，可以协助带有目的基因的以协助带有目的基因的TDNA导入植物细导入植物细胞，并防止植物细胞中胞，并防止植物细胞中_对对TDNA的降解。的降解。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞皮细

43、胞_。 (6)生产上常将上述转基因作物与非转基因生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的_基因频率的增长速率。基因频率的增长速率。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程【解析解析】(1)图中图中的的DNA是链状是链状DNA，有有Hind的切割位点的切割位点1个，个，BamH的切割的切割位点有位点有2个，且切割位点不重复，两种限制个，且切割位点不重复，两种限制性核酸内切酶有三个切割位点，则完全酶切性核酸内切酶有三个切割位点，则完全酶切后形成后形成4个个DNA片段，图中可以看出片段，图中可以看出4个片个片段长短不同。段长短不同。栏目栏目导引导引第一章基因工程第一章基因工程(2)Hind与与BamH酶切质粒，有两个酶切质粒，有两个DNA片段且两端的黏性末端能够和目的基片段且两端的黏性末端能够和目的基因的黏性末端形成碱基互补配对，所以能够因的黏性末端形成碱基互补配对，所以能够形成含有目的基因的两种重组质粒，