生物選修三基因工程知識點.doc

專題基因工程1.1 DNA重組技術的基本工具基因工程又叫DNA重組技術，是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。操作水平是DNA分子水平，操作環(huán)境是在體外?！胺肿邮中g刀”限制性核酸內切酶。這類酶主要是從原核生物中分離純化出來的。迄今已從近300種微生物中分離出了約4000種限制酶。能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列；切開兩個兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，形成黏性末端或平末端。“分子縫合針”DNA連接酶。將切下來的DNA片段拼接成新的DNA分子，恢復被限制酶切開的磷酸二酯鍵。種類：1）E.coli DNA連接酶：只能將雙鏈DNA片段互補的粘性末端之間連接起來2）T4 DNA連接酶：既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的粘性末端，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端，但連接平末端之間的效率比較低“分子運輸車”基因進入受體細胞的載體。作為載體的必要條件：能自我復制、有切割位點、有遺傳標記基因等。載體的種類：細菌質粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作步驟主要包括：目的基因的獲??；基因表達載體的構建；將目的基因導入受體細胞；目的基因的檢測與鑒定。.目的基因的獲取方法：從基因文庫中獲取、利用PCR提取目的基因、人工合成法。3.PCR是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。原理DNA雙鏈復制。條件：模板DNA；RNA引物；四種脫氧核苷酸；熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）。方法：DNA受熱變性解旋為單鏈、冷卻后RNA引物與單鏈相應互補序列結合、DNA聚合酶作用下延伸合成互補鏈。4基因表達載體的功能：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在；可以遺傳給下一代；使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。5基因表達的載體的組成目的基因 + 啟動子 + 終止子 + 標記基因6轉化：目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程。 7.導入植物細胞：農桿菌轉化法（表達載體導入農桿菌，再讓農桿菌感染植物細胞）這是雙子葉植物和裸子植物中常用的基因轉化方法；基因槍法，這是單子葉植物中常用的基因轉化方法；花粉管通道法，這種方法十分簡便經濟，我國的轉基因抗蟲棉就是用這種方法得到的。8.導入動物細胞：顯微注射法，將基因表達載體提純，用顯微注射儀注射到受精卵中。9.導入微生物細胞：Ca2處理受體細胞成為感受態(tài)細胞，再進行混合。10.檢測是否插入目的基因，利用DNA分子雜交技術，目的基因DNA一條鏈（作探針）與受體細胞中提取的DNA雜交，看是否有雜交帶。檢測是否轉錄出了mRNA，利用DNA分子雜交技術，目的基因DNA一條鏈（作探針）與受體細胞中提取的mRNA雜交，看是否有雜交帶。檢測目的基因是否翻譯成蛋白質。抗體與蛋白質進行抗原抗體雜交，看是否有雜交帶。還可以根據其性狀進行個體水平的鑒定。1.3 基因工程的應用一、植物基因工程成果1抗蟲轉基因植物殺蟲基因：主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。2抗病轉基因植物抗病基因：使用最多的是病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因；抗真菌轉基因植物中可使用的基因有幾丁質酶基因抗毒素合成基因。3其他抗逆轉基因植物：抗逆基因：調節(jié)滲透壓的基因（使植物細胞滲透壓升高以適應鹽堿或干旱環(huán)境）、抗凍蛋白基因、抗除草劑基因。4利用轉基因改良植物的品質舉例：將必需氨基酸含量多的蛋白質編碼基因導入植物中，或者改變這些氨基酸合成途徑中某種關鍵酶的活性，以提高植物氨基酸含量。二、動物基因工程1用于提高動物生長速度：外源生長激素基因2用于改善畜產品的品質：腸乳糖酶基因，轉基因牛的乳糖含量減少。3用轉基因動物生產藥物基因來源：藥用蛋白基因 + 乳腺蛋白基因的啟動子成果：乳腺生物反應器 4用轉基因動物作器官移植的供體原理：使移植動物器官沒有抗原，就不會發(fā)生免疫排斥反應方法：將器官供體基因組導入某種調節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去抗原決定基因。5基因工程藥品來源：轉基因工程菌。成果：白細胞介素、干擾素、抗體、疫苗、激素等。三、基因治療1概念：把正?；驅氩∪梭w內，使該基因的表達產物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效手段。2種類：體外基因治療和體內基因治療。3原理：遺傳病患者一般缺少正?；颍詫胝；蚝螅够磉_，即可對病情起到緩解作用。1.4 蛋白質工程的崛起1.基因工程的實質：將一種生物的基因轉移到另一種生物體內，后者可以產生它本來不能產生的蛋白質，進而表現出新的性狀?；蚬こ淘谠瓌t上只能生產自然界已存在的蛋白質，天然蛋白質不一定完全符合人類生產和生活的需要。2.蛋白質工程的目的：生產符合人們生活需要的并非自然界已存在的蛋白質3.蛋白質工程的目標：根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計4. 蛋白質工程的基本途徑：預期蛋白質功能設計預期蛋白質結構推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷序列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質5.概念：以蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。也就是說，蛋白質工程是在基因