基因工程基础知识梳理.docx

基因工程基础知识梳理一、DNA重组技术的基本工具基因工程又叫，指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。其操作水平是在上进行设计和施工，操作环境是在生物体外。1限制性核酸内切酶“分子手术刀”（1）主要来源：生物。（2）特点：能够识别DNA特定的，切开两个核苷酸之间的。（3）DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种形式： 和 。2DNA连接酶“分子缝合针”（1）作用：将双链“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的。（2）种类 ：只能缝合DNA的。 ：即可缝合DNA的黏性末端，又可缝合双链DNA的。3基因进入受体细胞的载体“分子运输车”（1）载体的种类最常用的是 ：是一种裸露、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有能力的。的衍生物。 。（2）质粒载体的特点能够在细胞内。具有一个或多个，便于供外源DNA片段插入其中。具有特殊的，供重组DNA的 。（3）质粒载体的处理：真正被用作载体的质粒，都必须在天然质粒的基础上进行。二、基因工程的基本操作程序1目的基因的获取（1）目的基因：指编码蛋白质的。（2）获取目的基因的方法 基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。基因文库和种类（）基因组文库：含有一种生物的基因（）部分基因文库：含有一种生物的基因，如 文库。c目的基因的获取依据：（）基因的序列；（）基因的功能；（）基因在染色体上的位置；（）基因的产物mRNA；（）基因的翻译产物蛋白质。利用 扩增目的基因a本质：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。b特点： 解旋； 酶。需要 。c过程：目的基因受热形成，与 结合，在的作用下延伸形成DNA。d方式：指数扩增2n（n为扩增循环的次数） 法：若基因较 、序列已知，可以人工合成。2基因表达载体的构建（1）表达载体的组成：目的基因终止子标记基因。（2）表达载体的功能使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代。使目的基因和发挥作用。（3）启动子：位于基因的，它是识别和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。（4）终止子：位于基因的尾端，终止。（5）标记基因：是否含有目的基因。3将目的基因导入受体细胞转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持的过程。（1）将目的基因导入植物细胞方法：农杆菌转化法a农杆菌特点：易感染植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力；Ti质粒的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上。b转化过程：目的基因插入农杆菌导入植物细胞稳定维持和表达基因枪法。花粉管通道法。（2）将目的基因导入动物细胞方法：注射技术。操作程序：目的基因表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射新性状的动物。（3）将目的基因导入微生物细胞原核生物特点：繁殖快、多为、遗传物质少。转化：处理细胞感受态细胞表达载体与感受态细胞混合促进细胞吸收DNA分子。4目的基因的检测与鉴定（1分子水平a检测转基因生物的上是否插入的 ，采用技术。b检测目的基因是否转录出了 ，采用技术。c检测目的基因是否翻译成 ，采用技术。（2）个体水平鉴定： 实验。三、基因工程的应用1植物基因工程的成果提高农作物的能力、改良农作物的品质、利用植物生产等。（1）抗虫转基因植物方法：将导入植物体，使其具有抗虫性。成果：各种抗虫作物，如抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米等。意义：减少，降低生产成本，减少环境污染。主要杀虫基因：、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。（2）抗病转基因植物（3）抗逆转基因植物（4）利用转基因改良植物的品质2动物基因工程的成果（1）提高动物的生长速度 （2）改善畜产品的品质（3）转基因动物生产药物：药用蛋白基因乳腺蛋白基因的。（4）转基因动物作器官移植的供体器官供体：抑制或除去。成果：利用培育没有免疫排斥反应的猪器官。3基因工程药物（1）来源：转基因。（2）成果：、抗体、疫苗、激素等。（3）作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、类风湿等疾病。4基因治疗（1）特点：把 导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。（2）方法：分为 治疗法和 治疗法。四、蛋白质工程1蛋白质工程的崛起（1）实质：将一种生物的转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的蛋白质，从而产生新性状。（2）目的：生产符合人们生活需要的、并非自然界已存在的。2蛋白质工程原理（1）目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计。（2）原理：。（3）过程：预期 设计结构推测应有的 序列找到对应的序列（基因）。例题1、将人的抗病毒干扰基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。试分析回答： (1) 人的基因工程之所以能接到植物体中去，原因是： 。 (4)不同生物间基因移植成功，说明生物共有一套 ，从进化的角度看，这些生物具有 。(3) 烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生： 。 (4) 烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明 。(5) 有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例： 。2、1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液兔疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中 的 ，此基因工程中的目的基因是 ，目的基因的受体细胞是 。（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了 ，产生这种物质的两个基本步骤是 、 。3、在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过而黏合。（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的，原因 。（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是: 。（4 ）利用基因工程技术培育抗虫棉，相比传统的杂交育种方法，其优点主要表现为_人胰岛细胞大肠杆菌胰岛素mRNAA人胰岛素人胰岛素大量的A重复进行BCD4下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。（1）能否利用人的皮肤细胞来完成过程？ ，为什么？ 。（2）过程必需的酶是 酶，过程必