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基因工程基础知识填空

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专题一 基因工程
1. 1 DNA重组技术的基本工具

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一、基因工程的基本概念
1. 概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过_____________和___________等技术，赋予生物以新的__________，从而创造出更符合人们需要的新的__________和___________。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做_________________。
«2. 基本原理：______________
«3. 理论基础
(1) 不同生物的基因可以拼接的结构基础——细胞生物的遗传物质都是_______，都是以_____________为基本单位构成的双链大分子。
(2) 目的基因转入后可以表达的基础——所有生物共用一套__________。
(3) 生物遗传信息的表达都遵循_________。
««4. 优点
(1) 目的性强，能_______的改造生物的性状。
(2) 克服________________的障碍。

二、限制性核酸内切酶——分子手术刀
1. 简称：__________。
2. 来源：主要是从__________中分离纯化而来。
«3. 功能特点：特异性，即识别双链DNA分子某种特定__________，并且使每一条链中____________的两个核苷酸之间的_________断开。
4. 酶切结果：_______末端和_______末端。
画出EcoRⅠ酶切后的结果：
↓
GAATTC
CTTAAG
↑
三、DNA连接酶——“分子缝合针”
«1. 作用实质：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的________。
2. 作用前提：两个DNA分子必须含有_________。
3. 种类
(1) E·coli DNA 连接酶
① 来源：___________
② 功能：只能连接___________
(2) T4DNA连接酶
① 来源：____________
② 功能：既可以连接___________，又可以连接_________，但连接_________时效率比较低。
«【拓展】 比较DNA连接酶与DNA聚合酶

DNA 连接酶
DNA 聚合酶
作用
实质
都是催化两个核苷酸之间形成_______
是否
需模板
_______
_______
连接
DNA链
____链
____链
作用
过程
在两个DNA片段之间形成__________
将_________加到已存在的核苷酸链上，形成____________
作用
结果
将两个DNA片段连接成__________
合成___________

四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
«1. 基因工程中最常用的载体——_______
(1) 来源：________等微生物
(2) 结构：裸露的、结构简单、独立于___________ 之外，并具有____________的___________分子。
«2. 基因的载体必须具备的条件
(1) 有______________个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。
(2) 能在宿主细胞内_________，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行________。
(3) 有特殊的___________，如四环素抗性基因等，供重组DNA的鉴定和选择。
(4) 必须是______的，不会对受体细胞有害。
(5) _______适合，以便提取和在体外进行操作。
3. 载体的种类：除质粒外，还有____________、__________________等。
4. 在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过_________的。

1. 2 基因工程的基本操作程序

«一、基因工程的基本操作程序
1. _____________的获取。
2. _____________的构建。
3. 将目的基因_____________。
4. 目的基因的_____________。

二、目的基因的获取
1. 目的基因主要是_________的结构基因。
2．获取目的基因的方法
(1) 从基因文库中获取目的基因
① 基因文库概念：将含有某种生物不同基因的许多__________，导入_______的群体中储存，各个_______分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
«② 基因文库分类：可分为______文库和________文库(如cDNA文库)。
(2) 利用PCR技术扩增目的基因
① PCR技术是_____________的缩写。PCR是一项在生物体外_____________的核酸合成技术。
«② PCR技术的原理：DNA 的_________。
③ PCR扩增的前提：要有一段已知目的基因的_______，以便根据这一序列合成引物。
«④ PCR扩增的条件：_____、_____(目的基因)，原料——_______________(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)，耐高温的__________酶(Taq酶)。
⑤ PCR 扩增的过程
a. 变性：加热到90-95℃，DNA受热变性后________________
b. 复性（退火）：冷却到55-60℃，_______与____________结合
c. 延伸：加热到70-75℃，在热稳定的____________(Taq酶)的作用下进行延伸
⑥ 结果：目的基因以____的方式成指数形式扩增。
(3) 人工合成法：如果基因比较___，且________，可以通过___________用化学方法直接人工合成。
«【拓展】 PCR 技术和 DNA 复制的比较

PCR技术
DNA复制
相同点
原理
__________________
原料
__________________
条件
_____、_____、_____
不同点
解旋
_____解旋
_______催化
场所
_____复制
________
酶
热稳定的DNA 聚合酶
细胞内含有的DNA聚合酶
结果
在短时间内形成_________
形成
__________

三、基因表达载体的构建
«基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的_______
1. 基因表达载体构建目的：使目的基因在受体细胞中__________，并且可以_______给下一代，同时，使目的基因能够__________。
«2. 基因表达载体的组成：除了目的基因外，还必须有_______、_______以及__________等。
(1) 启动子：位于目的基因的_______，是一段有特殊结构的DNA序列，是_____________识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA ，最终获得所需的蛋白质，即转录开始的部位。
(2) 终止子：位于目的基因的______，也是一段有特殊结构的DNA序列，使转录在所需的地方停止下来，即转录停止的部位。
«(3) 标记基因：用于鉴别受体细胞中是否________，从而将含有目的基因的细胞_______出来，常为_____________，如氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因。

«3．表达载体构建过程中，获取目的基因与切割质粒时一般用_______限制性核酸内切酶，目的是产生相同的___________，以便于连接。

四、将目的基因导入受体细胞
______的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为_______。

1. 将目的基因导入植物细胞
«(1) 常用受体细胞：植物的________或________。
« (2) 方法：____________法、_________法、_________法，其中，___________法是导入植物细胞最常用的方法。
① 农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物。当植物体受到伤害是，伤口处的细胞会分泌大量的___________，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的________上的________(可转移的DNA)可转移到受体细胞染色体的DNA上。
② 转化过程：将_________插入到___________上，通过农杆菌的转化作用，可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA，使目的基因的遗传特性得以_________________。

2. 将目的基因导入动物细胞
« (1) 常用受体细胞：__________。
« (2) 常用方法：______________。
(3) 基本操作程序：_____含有目的基因的表达载体→______(受精卵)→__________→胚胎移植→新性状动物

3. 将目的基因导入微生物细胞
(1) 常用受体细胞：________细胞，其中________最为广泛。
« (2) 原核生物的特点：①________；②多为单细胞；③遗传物质相对______
« (3) 转化方法： _____________法。
(4) 转化过程
«① 用_________处理受体细胞（如大肠杆菌），使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为____________。
② 将重组表达载体DNA分子溶于_______中与________混合，在一定_____下促进__________吸收DNA分子，完成转化过程。
五、目的基因的检测与鉴定
目的基因导入受体细胞是否可以______________，只有通过检测与鉴定才能知道，这是基因工程的第四步，也是检查基因工程是否成功的一步。
类型
步骤
检测内容
«方法
结果显示
____检测
第一步
检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因
_________________
(DNA 探针＋转基因生物DNA )
是否___________
第二步
检测目的基因是否转录
__________________
(DNA 探针＋转基因生物 mRNA )
是否___________
第三步
检测目的基因是否翻译成蛋白质
___________________
是否___________
____水平的检测
包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否具有抗性的及抗性程度；基因工程产品需要与天然产品的功能进行活性比较等

1. 3 基因工程的应用

一、植物基因工程硕果累累
植物基因工程技术主要用于提高农作物的____________(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)，以及改良农作物的______和利用植物生产_______等方面。

二、 动物基因工程前景广阔
动物基因工程主要应用于动物品种______、建立________、器官移植等多方面。
(1) 用于提高动物生长速度：将_______________导入动物体内，以提高动物生长速率。
(2) 用于改良畜产品的品质。
(3) 用转基因动物生产药物：将药用蛋白基因与____________的启动子等调控组件重组在一起，通过__________等方法，导入哺乳动物的_______中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成________。转基因动物进人泌乳期后，可以通过分泌的______来生产所需要的药品，称为乳腺(房)生物反应器。
(4) 用转基因动物作器官移植的供体：将器官供体基因组导入某种调节因子，抑制_____________或设法除去___________，再结合__________，培育出没有_________________的转基因克隆动物器官。

三、基因工程在医学、药学上的应用
1．基因工程药物：利用“工程菌”生产基因工程药品包括__________、______、______、______、______等。
工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。
2．基因治疗：是把_________导入病人体内，使该基因的________发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段,包括___________和____________。

补1：用于基因治疗的基因有三种类型：
①_______________________________;
②_______________________________;
③_______________________________.
«补2：基因诊断。
原理：_____________;工具___________

1. 4 蛋白质工程

1.实质：根据 的关系，通过 ，对现有蛋白质进行改造或创造自然界不存在的蛋白质。
2.基本原理：预期 →设计 →推测 →找到 →合成
3.蛋白质工程与基因工程区别

蛋白质工程
基因工程
实
质
通过 ，以定向改造或生产人来需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得符合人类需要的生物类型会生物产品
结果
可以合成自然界 的蛋白质
只能生产自然界 的蛋白质
联系
蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的 工程