基因工程基础知识填空

1、专题一基因工程1. 1 DNA重组技术的基本工具一、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 新的禾廿 。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一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一一所有生物共用一套 。(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。克服的障碍。二、限制性核酸内切酶-一分子手术刀1.简称：。2.

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EcoR I酶切后的结果：GAATTCCTTAAG三、DNA连接酶一一“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 来源： 功能：只能连接 T 4DNA连接酶 来源： 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

3、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一一“分子运输车”1. 基因工程中最常用的载体一一 (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 有 个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。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

4、作。3. 载体的种类：除质粒外，还有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。基因文库分类：可分为 文库和 文库（如cDNA文库）。 利用PCR技术扩增目的基因PCR技术是的缩写。PCR是一项在生物体外 的核酸合成技

5、术。PCR技术的原理：DNA 的。 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。 PCR扩增的条件：、（目的基因）,原料 （ 即dCTP、dATP、dGTP、dTTP），耐高温的 酶（Taq 酶）。 PCR扩增的过程a. 变性：加热到90-95 C, DNA受热变性后b. 复性（退火）：冷却到55-60 C, 与结合c. 延伸：加热到70-75 C ,在热稳定的 （Taq 酶）的作用下进行延伸 结果：目的基因以 _ 的方式成指数形式 扩增。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

6、 占 八、原理原料条件、 、不 同 占 八、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（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

7、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黑止干限制性核vJJ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。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

8、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t (受精卵)tt胚胎移植t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： ;多为单细胞；遗传物质相对 (3) 转化方法： 法。(4) 转化过程用处理受体细胞(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) 方法：法、法、法，其中， 法是导入植物细胞最常用的方法。农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子

9、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

10、产品需要与天然产品的功能进行活性比较等E因工程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

11、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、 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：； .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