基因工程知識點梳理

生物選修3知識點專題1

基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過，賦予生物以，創(chuàng)造出?；蚬こ淌窃谏线M行設計和施工的，又叫做。（一）基因工程的基本工具1.“分子手術刀”——（1）來源：主要是從中分離純化出來的。（2）功能：能夠識別的核苷酸序列，并且使每一條鏈中的兩個核苷酸之間的斷開，因此具有。（3）結果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：和。2.“分子縫合針”——(1)兩種DNA連接酶（）的比較：①相同點：都縫合鍵。②區(qū)別：來源于大腸桿菌，來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而能縫合兩種末端，但連接的之間的效率較低。(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。必須需要模板3.“分子運輸車”——（1）載體具備的條件：①。②，供外源DNA片段插入。③，供重組DNA的鑒定和選擇。（2）最常用的載體是,它是一種。（3）其它載體：(二)基因工程的基本操作程序第一步：1.目的基因是指：基因。2.原核基因采取獲得，真核基因是。人工合成目的基因的常用方_和_。3.從基因文庫中獲取基因文庫（1）概念：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。（2）類型：基因組文庫和部分基因文庫（如cDNA文庫）文庫類型基因組文庫部分基因文庫（如cDNA文庫）構建方法將某種生物體內(nèi)的DNA全部提取出來，選用適當?shù)南拗泼?，將DNA切成一定范圍大小的DNA片段，分別與運載體連接，導入受體菌群體中儲存，每個受體菌中都含有一段不同的DNA片段。用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA反轉錄產(chǎn)生的多種互補DNA（也叫cDNA）片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中。文庫大小基因中啟動子（具有啟動作用的DNA片段）基因中內(nèi)含子（位于編碼蛋白質序列內(nèi)的非編碼DNA片段）基因多少物種間的基因交流4.PCR技術擴增目的基因（1）原理：（2）過程：第一步：加熱至90～95℃；第二步：冷卻到55～60℃，；第三步：加熱至70～75℃，。第二步：（核心步驟）1.目的：使目的基因在受體細胞中，并且可以，使目的基因能夠。2.組成：＋＋＋（1）啟動子：是一段有特殊結構的，位于基因的，是識別和結合的部位，能驅動基因，最終獲得所需的蛋白質。（2）終止子：也是一段有特殊結構的，位于基因的?？刂疲?）標記基因的作用：是為了受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是基因。第三步：1.轉化的概念：。2.常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是，其次還有和等。農(nóng)桿菌存在生活在土壤中特點能在自然條件下感染，對大多數(shù)單子葉植物無感染能力。原理植物傷口處細胞分泌的酚類化合物吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞，使其轉移至受體細胞并整合到上。方法將目的基因插入上，通過轉化作用進入植物細胞并插入到染色體DNA上，使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達優(yōu)點比較經(jīng)濟有效，約80%轉基因植物通過這種方法獲得。將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是。此方法的受體細胞多是。將目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的原因是，最常用的原核細胞是，其轉化方法是：先用處理細胞，使其成為，再將溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。3.第四步：分子檢測1.首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用。具體方法：①提取轉基因生物的基因組DNA；②用作探針；③與基因組DNA雜交；④若雜交帶就表明目的基因已插入染色體DNA中。意義：目的基因能否在真核細胞中穩(wěn)定遺傳的關鍵2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采用用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。方法：①從轉基因生物中提取mRNA；②同樣方法標記目的基因作探針；③與mRNA雜交；④若顯示出雜交帶就表明目的基因轉錄出mRNA。意義：是檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步3.最后檢測目的基因，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的方法。個體水平的鑒定4.有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如轉基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。（三）基因工程的應用1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，。2.動物基因工程：乳腺生物反應器或乳房生物反應器科學家將藥用等調控組件重組在一起，通過等方法，導入哺乳動物的中，然后將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉基因動物。轉基因動物進入后，可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需要的藥品。作器官移植的供體科學家正試圖利用基因工程方法對豬的器官（由于豬的內(nèi)臟構造、大小、血管分布與人極為相似，而且豬體內(nèi)隱藏的、可導致人類疾病的病毒要遠遠少于靈長類動物）進行改造，采用的方法是將器官供體基因組導入，以抑制的表達，或設法除去基因，再結合克隆技術，培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆豬器官。3.基因治療：基因治療概念基因治療是把導入病人體內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。意義這是治療的最有效的手段舉例：復合型免疫缺陷癥疾病類型是一種遺傳疾病病因由于腺苷酸脫氨酶基因缺失，造成體內(nèi)缺乏腺苷酸脫氨酶（腺苷酸脫氨酶是人體免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常功能作用所必需的）。治療將腺苷酸脫氨酶基因轉入取自患者的淋巴細胞中，使淋巴細胞能夠產(chǎn)生腺苷酸脫氨酶，然后，再將這種淋巴細胞轉入患者體內(nèi)。方法基因治療方法先從病人體內(nèi)獲得某種細胞，例如T淋巴細胞，進行培養(yǎng)，然后，在體外完成基因轉移，再篩選成功轉移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。特點大部分基因治療的臨床試驗方法；方法操作復雜，但效果較為可靠。治療方法直接向人體組織細胞中轉移基因的治病方法舉例1994年美國科學家利用經(jīng)過修飾的腺病毒作載體，成功地將治療遺傳性囊性纖維化病的正?；蜣D入患者肺組織中。特點簡便（四）蛋白質工程的概念1.蛋白質工程是指以