生物選修3基因工程復習

1、第一章 基因工程第一節(jié) 基因工程概述一基因工程的概念操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結果生物體外基因分子水平剪切拼接導入表達人類需要的基因產物由于基因工程是在DNA分子水平上進行操作,因此又叫做重組DNA技術。二基因工程的基本工具（一）“分子手術刀”限制性核酸內切酶（簡稱限制酶）1來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。2功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。3結果：經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。 （二）“分子針線”DNA連接酶1分類：根據(jù)酶的來源不同，可分為E·coliDNA

2、連接酶和T4DNA連接酶兩類2功能：恢復被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較：相同點：都縫合磷酸二酯鍵區(qū)別：EcoIiDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能使黏性末端之間連接；T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端之間的效率較低。DNA連接酶與DNA聚合酶作用的比較DNA連接酶DNA聚合酶不同點連接的DNA雙鏈單鏈模板不要模板要模板連接的對象2個DNA片段單個脫氧核苷酸加到已存在的單鏈DNA片段上相同點作用實質形成磷酸二酯鍵化學本質蛋白質(三) “分子運輸車”載體1.載體具備的條件：能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保

3、存；具有一至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段插入；具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。 2.基因工程常用的載體有： 質粒 、 噬菌體 和 動、植物病毒 等。最早應用的載體是質粒，它是細菌細胞中的一種很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。三基因工程的基本過程 (一) 獲得目的基因（目的基因的獲?。?.獲取方法主要有兩種：從自然界中已有的物種中分離出來，如可從基因文庫中獲取。用人工的方法合成。獲得原核細胞的目的基因可采取直接分離，獲取真核細胞的目的基因一般是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法和化學合成法。2.利用PCR技術擴增目的基因（1）PCR的含義：是一項在生物體外復制特定DNA片段的

4、核酸合成技術。（2）目的：獲取大量的目的基因（3）原理：DNA雙鏈復制（4）過程：第一步：加熱至9095DNA解鏈為單鏈；第二步：冷卻到5560，引物與兩條單鏈DNA結合；第三步：加熱至7075，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。（5）特點：指數(shù)形式擴增(二) 制備重組DNA分子（基因表達載體的構建） 1重組DNA分子的組成：除了目的基因外，還必須有標記基因。標記基因的作用：鑒定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。2方法：同種限制酶分別切割載體和目的基因，再用DNA連接酶把兩者連接。(三) 轉化受體細胞（將目的基因導入受體細胞）1.轉化的概念：是目的基因進

5、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。2.常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是農桿菌介導轉化技術（農桿菌轉化法），其次還有基因槍介導轉化技術（基因槍法）和花粉管通道技術（花粉管通道法）。將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因導入微生物細胞：Ca處理法。(四) 篩選出獲得目的基因的受體細胞、培養(yǎng)受體細胞并誘導目的基因的表達（目的基因的檢測與鑒定）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DNA分子雜交技術。2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出mRNA，方法是采用DNA分子雜交技術。3.

6、最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是采用抗原抗體雜交技術。4.有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如抗蟲或抗病的鑒定等。第二節(jié) 基因工程的應用1運用基因工程改良動植物品種最突出的優(yōu)點是：能打破常規(guī)育種難以突破的物種之間的界限。2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，利用轉基因改良植物的品質。（2）動物基因工程：提高動物生長速度來提高產品產量、改善產品品質，用轉基因動物生產藥物，用轉基因動物作器官移植的供體等。（3）基因診斷和基因治療：基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體。基因治療：指利用正?；蛑脫Q或彌補缺陷基因的治療方法。實例：ADA基因缺陷癥的基因治療第三節(jié) 蛋白質工程1蛋白質工程的實質：根據(jù)蛋白質的結構與功能之間的關系，通過改造基因，以定向改造天然蛋白質，甚至創(chuàng)造自然界不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質。2蛋白質工程的基本原理預期蛋白質功能測定蛋白質三維空間結構推測應有的氨基酸序列找到對應的脫氧核苷酸序列（基因）具有預期功能的蛋白質3.蛋白質工程的應用（1）通過改造酶的結構，有目的地提高蛋白質的熱穩(wěn)定性。（2）合成嵌合抗體。（3）改變蛋白質的活性。蛋白質工程與基因工程區(qū)別蛋白質工程基因工程實質通過改造基因，