基因工程知識網(wǎng)絡(luò)

基因工程知識網(wǎng)絡(luò)基因工程知識網(wǎng)絡(luò)基因工程知識網(wǎng)絡(luò)xxx公司基因工程知識網(wǎng)絡(luò)文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度選修3專題1基因工程復(fù)習(xí)提綱高二一部生物李真真2016/4/22基因工程的概念1.基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ淌窃贒NA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。2、其操作水平在DNA分子水上進(jìn)行設(shè)計和施工。3、操作環(huán)境是在生物體外?；蚬こ痰幕竟ぞ?.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）來源多數(shù)來自原核生物作用切割雙鏈DNA分子特點識別特定的核苷酸序列，并切開特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，因此具有專一性。結(jié)果形成黏性末端或平末端2.“分子縫合針”——DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶（E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）的比較：①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。②區(qū)別：E·coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運(yùn)輸車”——載體（1）載體具備的條件：①能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。③具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。（2）最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取1.目的基因是指：編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。2.獲取方法：從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工合成（反轉(zhuǎn)錄法_和化學(xué)合成法_）。1）基因文庫、基因組文庫及部分基因文庫①基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。②基因文庫種類：基因組文庫（含有一種生物的全部基因）、部分基因文庫（含有一種生物的部分基因如cDNA文庫）。2)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（1）原理：DNA雙鏈復(fù)制原理（2）過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。（3）PCR技術(shù)與DNA復(fù)制的比較DNA復(fù)制PCR技術(shù)區(qū)別場所細(xì)胞內(nèi)生物體外酶DNA解旋酶、普通的DNA聚合酶耐熱的DNA聚合酶(Taq酶)溫度條件細(xì)胞內(nèi)溫和條件在較高溫下進(jìn)行解旋的方式解旋酶催化高溫下變性解旋結(jié)果形成整個DNA分子短時間內(nèi)形成大量的DNA片段聯(lián)系模板：均需要脫氧核苷酸鏈作為模板原料：均為四種脫氧核苷酸(即dCTP、dATP、dGTP和dTTP)酶：均需要DNA聚合酶進(jìn)行催化第二步、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1）.目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。2）.組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因（1）啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。（3）標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞_1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。2.常用的轉(zhuǎn)化方法：植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用

方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(主要)，基因槍法和花粉管通道法顯微注射技術(shù)，病毒感染法Ca2＋處理細(xì)胞法受體

細(xì)胞受精卵或體細(xì)胞受精卵微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化

過程構(gòu)建重組質(zhì)?！r(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到植物細(xì)胞的DNA上→表達(dá)構(gòu)建重組質(zhì)?！@微注射→受精卵→獲得具有新性狀的動物Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組質(zhì)粒與感受態(tài)細(xì)胞混合→重組質(zhì)粒進(jìn)入感受態(tài)細(xì)胞第四步：目的基因的檢測和表達(dá)1.目的基因的檢測與鑒定類型步驟檢測內(nèi)容方法結(jié)果分子檢測第一步目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞DNA分子雜交(DNA和DNA之間)是否成功顯示出雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出信使RNA分子雜交技術(shù)(DNA和RNA之間)第三步目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交方法個體水平

檢測包括抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的活性比較，以確定功能是否相同等如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。2.基因工程圖解：抗蟲棉的培育過程基因工程的應(yīng)用1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2.動物基因工程：3.基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。(1)特點：把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的。(2)成果：將腺苷酸脫氨酶基因?qū)牖颊叩牧馨图?xì)胞，治療復(fù)合型免疫缺陷癥。(3)方法：分為體外基因治療法和體內(nèi)基因治療法。(4)體外基因治療法和體內(nèi)基因治療比較蛋白質(zhì)工程1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2.轉(zhuǎn)錄翻譯3、蛋白質(zhì)工程與基因工程比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別原理中心法則的逆推基因重組過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→推測脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因→構(gòu)建表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)(自然界原來沒有的新的蛋白質(zhì))定向改造生物的遺傳