1、 專題一 基因工程 1. 1 DNA重組技術(shù)的基本工具5 / 5一、基因工程的基本概念1. 概念：基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過_和_等技術(shù)，賦予生物以新的_，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的_和_。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做_。«2. 基本原理：_«3. 理論基礎(chǔ)(1) 不同生物的基因可以拼接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)都是_，都是以_為基本單位構(gòu)成的雙鏈大分子。(2) 目的基因轉(zhuǎn)入后可以表達(dá)的基礎(chǔ)所有生物共用一套_。(3) 生物遺傳信息的表達(dá)都遵循_。««4. 優(yōu)點(diǎn)(1) 目的性強(qiáng)，能_的改造生物的

2、性狀。(2) 克服_的障礙。二、限制性核酸切酶分子手術(shù)刀1. 簡稱：_。2. 來源：主要是從_中分離純化而來。«3. 功能特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別雙鏈DNA分子某種特定_，并且使每一條鏈中_的兩個(gè)核苷酸之間的_斷開。4. 酶切結(jié)果：_末端和_末端。畫出EcoR酶切后的結(jié)果：GAATTCCTTAAG三、DNA連接酶“分子縫合針”«1. 作用實(shí)質(zhì)：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開了的兩個(gè)核苷酸之間的_。2. 作用前提：兩個(gè)DNA分子必須含有_。3. 種類(1) E·coli DNA 連接酶 來源：_ 功能：只能連接_(2) T4DNA連接酶 來源：_ 功能：

3、既可以連接_，又可以連接_，但連接_時(shí)效率比較低。«拓展 比較DNA連接酶與DNA聚合酶DNA 連接酶DNA 聚合酶作用實(shí)質(zhì)都是催化兩個(gè)核苷酸之間形成_是否需模板_連接DNA鏈_鏈_鏈作用過程在兩個(gè)DNA片段之間形成_將_加到已存在的核苷酸鏈上，形成_作用結(jié)果將兩個(gè)DNA片段連接成_合成_四、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車”«1. 基因工程中最常用的載體_(1) 來源：_等微生物(2) 結(jié)構(gòu)：裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于_ 之外，并具有_的_分子。 «2. 基因的載體必須具備的條件(1) 有_個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段（基因）插入其中。(2) 能在宿主細(xì)胞

4、_，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行_。(3) 有特殊的_，如四環(huán)素抗性基因等，供重組DNA的鑒定和選擇。(4) 必須是_的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害。(5) _適合，以便提取和在體外進(jìn)行操作。3. 載體的種類：除質(zhì)粒外，還有_、_等。4. 在進(jìn)行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過_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. _的獲取。2. _的構(gòu)建。3. 將目的基因_。4. 目的基因的_。二、目的基因的獲取1. 目的基因主要是_的結(jié)構(gòu)基因。2獲取目的基因的方法(1) 從基因文庫中獲取目的基因 基因文庫概念：將含有某種生物

5、不同基因的許多_，導(dǎo)入_的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)_分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。« 基因文庫分類：可分為_文庫和_文庫(如cDNA文庫)。 (2) 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 PCR技術(shù)是_的縮寫。PCR是一項(xiàng)在生物體外_的核酸合成技術(shù)。« PCR技術(shù)的原理：DNA 的_。 PCR擴(kuò)增的前提：要有一段已知目的基因的_，以便根據(jù)這一序列合成引物。 « PCR擴(kuò)增的條件：_、_(目的基因)，原料_(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)，耐高溫的_酶(Taq酶)。 PCR 擴(kuò)增的過程a. 變性：加熱到90-95，DNA受熱變性后_b. 復(fù)性（退火）：冷卻到

6、55-60，_與_結(jié)合c. 延伸：加熱到70-75，在熱穩(wěn)定的_(Taq酶)的作用下進(jìn)行延伸 結(jié)果：目的基因以_的方式成指數(shù)形式擴(kuò)增。(3) 人工合成法：如果基因比較_，且_，可以通過_用化學(xué)方法直接人工合成。«拓展 PCR 技術(shù)和 DNA 復(fù)制的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制一樣點(diǎn)原理_原料_條件_、_、_不同點(diǎn)解旋_解旋_催化場所_復(fù)制_酶熱穩(wěn)定的DNA 聚合酶細(xì)胞含有的DNA聚合酶結(jié)果在短時(shí)間形成_形成_三、基因表達(dá)載體的構(gòu)建«基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的_1. 基因表達(dá)載體構(gòu)建目的：使目的基因在受體細(xì)胞中_，并且可以_給下一代，同時(shí)，使目的基因

7、能夠_。 «2. 基因表達(dá)載體的組成：除了目的基因外，還必須有_、_以與_等。(1) 啟動(dòng)子：位于目的基因的_，是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA序列，是_識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA ，最終獲得所需的蛋白質(zhì)，即轉(zhuǎn)錄開始的部位。 (2) 終止子：位于目的基因的_，也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA序列，使轉(zhuǎn)錄在所需的地方停止下來，即轉(zhuǎn)錄停止的部位。«(3) 標(biāo)記基因：用于鑒別受體細(xì)胞中是否_，從而將含有目的基因的細(xì)胞_出來，常為_，如氨芐青霉素抗性基因、四環(huán)素抗性基因。«3表達(dá)載體構(gòu)建過程中，獲取目的基因與切割質(zhì)粒時(shí)一般用_限制性核酸切酶，目的是產(chǎn)生一樣的_，

8、以便于連接。四、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 _的概念：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞，并且在受體細(xì)胞維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為_。 1. 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞«(1) 常用受體細(xì)胞：植物的_或_。« (2) 方法：_法、_法、_法，其中，_法是導(dǎo)入植物細(xì)胞最常用的方法。 農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染雙子葉植物和裸子植物。當(dāng)植物體受到傷害是，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的_，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞，這時(shí)農(nóng)桿菌中的_上的_(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞染色體的DNA上。 轉(zhuǎn)化過程：將_插入到_上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞中染色體的DNA，使目的基因的遺傳特

9、性得以_。2. 將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞 « (1) 常用受體細(xì)胞：_。« (2) 常用方法：_。 (3) 基本操作程序：_含有目的基因的表達(dá)載體_(受精卵)_胚胎移植新性狀動(dòng)物3. 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞(1) 常用受體細(xì)胞：_細(xì)胞，其中_最為廣泛。« (2) 原核生物的特點(diǎn)：_；多為單細(xì)胞；遺傳物質(zhì)相對(duì)_ « (3) 轉(zhuǎn)化方法： _法。 (4) 轉(zhuǎn)化過程 « 用_處理受體細(xì)胞（如大腸桿菌），使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為_。 將重組表達(dá)載體DNA分子溶于_中與_混合，在一定_下促進(jìn)_吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化

10、過程。五、目的基因的檢測與鑒定目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞是否可以_，只有通過檢測與鑒定才能知道，這是基因工程的第四步，也是檢查基因工程是否成功的一步。類型步驟檢測容«方法結(jié)果顯示_檢測第一步檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體上是否插入了目的基因_(DNA 探針轉(zhuǎn)基因生物DNA )是否_第二步檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄_(DNA 探針轉(zhuǎn)基因生物 mRNA )是否_第三步檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)_是否_水平的檢測包括抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否具有抗性的與抗性程度；基因工程產(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較等1. 3 基因工程的應(yīng)用一、植物基因工程碩果累累植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的_(如抗除

11、草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等)，以與改良農(nóng)作物的_和利用植物生產(chǎn)_等方面。 二、 動(dòng)物基因工程前景廣闊動(dòng)物基因工程主要應(yīng)用于動(dòng)物品種_、建立_、器官移植等多方面。 (1) 用于提高動(dòng)物生長速度：將_導(dǎo)入動(dòng)物體，以提高動(dòng)物生長速率。 (2) 用于改良畜產(chǎn)品的品質(zhì)。 (3) 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物：將藥用蛋白基因與_的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過_等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的_中，然后，將受精卵送入母體，使其生長發(fā)育成_。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)人泌乳期后，可以通過分泌的_來生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺(房)生物反應(yīng)器。(4) 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體：將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，抑制_或設(shè)法除去_，再結(jié)合_，培育出沒有_的轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物器官。三、基因工程在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)上的應(yīng)用 1基因工程藥物：利用“工程菌”生產(chǎn)基因工程藥品包括_、_、_、_、_等。工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系一般稱為“工程菌”。 2基因治療：是把_導(dǎo)入病人體，使該基因的_發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段,包括_和_。補(bǔ)1：用于基因治療的基因有三種類型：_;_;_.«補(bǔ)2：基因診斷。原理：_;工具_(dá)1. 4 蛋白質(zhì)工程1.實(shí)質(zhì)：