资源描述
基因工程
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过 ,赋予生物以 ,创造出 。基因工程是在 上进行设计与施工的,又叫做 。
(一)基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——
(1)来源:主要是从 中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种 的核苷酸序列,并且使每一条链中 部位的两个核苷酸之间的 断开,因此具有 性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式: 与 。
2.“分子缝合针”——
(1)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶与T4-DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合 键。
②区别:E·coliDNA连接酶来源于 ,只能将双链DNA片段互补的 之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合 ,但连接平末端的之间的效率较 。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将 加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接 的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——
(1)载体具备的条件:① 。
(2)最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于 ,并具有
的双链 DNA分子。
(3)其它载体:
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:
1.目的基因是指: 。
2.原核基因采取 获得,真核基因是 。人工合成目的基因的常用方法有 _与_ 。
3.PCR技术扩增目的基因
(1)原理:
(2)过程:第一步:加热至90~95℃ ;
第二步:冷却到55~60℃, ;
第三步:加热至70~75℃, 。
第二步:
1.目的:使目的基因在受体细胞中 ,并且可以 ,使目的基因能够 。
2.组成: + + +
(1)启动子:是一段有特殊结构的 ,位于基因的 ,是 识别与结合的部位,能驱动基因 ,最终获得所需的 。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的 ,位于基因的 。
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中 ,从而将 筛选出来。常用的标记基因是 。
第三步:
1.转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定与表达的过程。
2.常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是 ,其次还有 与 等。
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是 。此方法的受体细胞多是 。
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是 ,最常用的原核细胞是 ,其转化方法是:先用 处理细胞,使其成为 ,再将 溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
3.重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是 。
第四步:
1.首先要检测 ,方法是采用 。
2.其次还要检测 ,方法是采用 。
3.最后检测 ,方法是从转基因生物中提取 ,用相应的 进行 。
4.有时还需进行 的鉴定。如 。
(三)基因工程的应用
1.植物基因工程: 。
2.动物基因工程: 。
3.基因治疗: 。
(四)蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以 作为基础,通过 ,对现有蛋白质进行 ,或制造一种 ,以满足人类的生产与生活的需求。(基因工程在原则上只能生产 的蛋白质)
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答案
专题1 基因工程
基因工程的概念
体外DNA重组与转基因技术 新的遗传特性 更符合人们需要的新的生物类型与生物产品因 DNA分子水平 DNA重组技术
(一)基因工程的基本工具
1.限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)原核生物
(2)特定 特定 磷酸二酯键 专一
(3)黏性末端 平末端。
2. DNA连接酶
(1)①磷酸二酯
②T4噬菌体 黏性末端 两种末端 低。
(2)单个核苷酸 两个DNA片段
3.载体
(1)①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定与选择。
(2)质粒 细菌染色体之外 自我复制能力 环状
(3) 噬菌体的衍生物、动植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
1. 编码蛋白质的结构基因 。
2.直接分离 人工合成 反转录法_ 化学合成法_。
3.(1)DNA双链复制
(2)DNA解链; 引物结合到互补DNA链; 热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步:基因表达载体的构建
1.稳定存在 遗传至下一代 表达与发挥作用。
2.目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)DNA片段 首端 RNA聚合酶 转录出mRNA 蛋白质。
(2)DNA片段 尾端。
(3)是否含有目的基因 含有目的基因的细胞 抗生素基因。
第三步:将目的基因导入受体细胞_
2. 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 显微注射技术 受精卵
繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 大肠杆菌 Ca2+ 感受态细胞
重组表达载体DNA分子
3.标记基因是否表达。
第四步:目的基因的检测与表达
1. 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因 DNA分子杂交技术。
2. 目的基因是否转录出了mRNA 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
3. 目的基因是否翻译成蛋白质 蛋白质的 抗体 抗原-抗体杂交。
4. 个体生物学水平 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状
(三)基因工程的应用
1.抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。
2.提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
(四)蛋白质工程的概念
蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 基因修饰或基因合成 改造
新的蛋白质 自然界已存在
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