一、基因工程的诞生
1．限制性内切酶——“基因手术刀”
（1）作用：能够识别特定的脱氧核苷酸序列，并于特定位点上准确地切割双链DNA。
（2）结果：形成DNA黏性末端。
2．DNA连接酶——“基因缝纫针”
（1）作用：将两个DNA片段连接起来，修复被限制性内切酶切开的切口，拼接成新的DNA分子。
（2）种类：T4DNA连接酶（把限制性内切酶切开的黏性末端的缝隙“缝合”起来）。
思考 将人的胰岛素基因导入大肠杆菌，大肠杆菌能够生产人的胰岛素，在基因操作中把人的基因与大肠杆菌的基因“缝合”起来的工具是什么？
提示：DNA连接酶。
二、基因工程的一般程序
1．基因工程的概念
基因工程是指按照人们的意愿，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。
2．基因工程的操作程序
（1）DNA分子的提取。
（2）目的基因的获得。
①直接分离法：最常用的方法是“鸟枪法”，又称“霰弹法”。用限制性内切酶（子弹）切割DNA，再用“核酸探针”（用放射性同位素或其他标记物标记的RNA单链）检测出目的基因，再用PCR仪扩增DNA，获得大量的目的基因。
②人工合成法：一种是反转录法。它是以目的基因的信使RNA为模板，借助反转录酶合成碱基互补的单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下合成双链DNA。另一种方法是化学合成法。即依照某一蛋白质的氨基酸序列，通过密码子推导出其碱基序列，然后直接合成目的基因。
（3）重组载体的构建。
①载体的特点：外源DNA的插入不影响载体在宿主细胞内的自我复制；有适宜的限制性内切酶酶切位点；具有某些标记基因；载体应对受体细胞无害。
②载体的种类。
a．质粒：它是细菌中独立于细菌DNA之外的小型环状DNA分子。它含有一个至多个限制性内切酶切割位点，供外源基因插入其中，并带有特殊的遗传标记基因，是基因工程中最常用的载体。
b．噬菌体或其他一些病毒。
（4）重组载体的导入和筛选。
①转化：将带有目的基因的重组载体与相应的受体细胞放在一起培养，通过一定的方式诱导，它们会进入受体细胞，这一过程称为转化。
②转化的方法：基因枪法（被子植物）、花粉管通道法、显微注射法（动物）。
③筛选：利用选择培养基把转化的细胞选择出来。
（5）目的基因的表达和鉴定：检测转化的生物有没有显示出目的基因控制的性状。
思考 如何检测抗虫棉中的毒蛋白基因是否表达？
提示：让棉铃虫去食抗虫棉，若棉铃虫食后死亡，说明毒蛋白基因表达。
三、基因工程的意义
基因工程能够打破生物种属的界限，在分子水平上定向改变生物的遗传特性。
四、探究活动：尝试DNA的提取与鉴定
1．实验原理
（1）SDS能够使蛋白质变性，在研磨液中加入SDS可以使DNA与蛋白质分离；EDTA是DNA酶的抑制剂，可以防止细胞破碎后DNA分子被降解。
（2）DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的许多其他物质可以溶于酒精溶液。利用这一原理可以提取含杂质较少的DNA。
（3）DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，故该试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
2．实验步骤
（1）DNA的粗提取：材料准备→研磨→过滤→离心→加冷酒精→提取DNA。
（2）DNA的鉴定：提取的DNA＋物质的量浓度为0.015 mol/L的NaCl溶液5 mL＋4 mL二苯胺试剂
