基因工程知识点梳理中考_-.pdf

生物选修 3 知识点 专题 1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过 ，赋予生物以 ，创造出 。基因工程是在 上进行设计和施工的，又叫做 。（一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”（1）来源：主要是从 中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别 的核苷酸序列，并且使每一条链中 的两个核苷酸之间的 断开，因此具有 。（3）结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：和 。2.“分子缝合针”(1)两种 DNA 连接酶（）的比较：相同点：都缝合 键。区别：来源于大肠杆菌，来源于 T4噬菌体，只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而 能缝合两种末端，但连接 的之间的效率较低。(2)与 DNA 聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将 加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。必须需要模板 3.“分子运输车”（1）载体具备的条件：。，供外源 DNA 片段插入。，供重组 DNA 的鉴定和选择。（2）最常用的载体是 ,它是一种 。（3）其它载体：(二)基因工程的基本操作程序 第一步：1.目的基因是指：基因。2.原核基因采取 获得，真核基因是 。人工合成目的基因的常用方_ 和 _。3.从基因文库中获取 基因文库（1）概念：将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。（2）类型：基因组文库和部分基因文库（如 cDNA文库）文库类型 基因组文库 部分基因文库（如 cDNA 文库）构建方法 将某种生物体内的 DNA 全部提取出来，选用适当的限制酶，将 DNA 切成一定范围大小的 DNA 片段，分别与运载体连接，导入受体菌群体中储存，每个受体菌中都含有一段不同的 DNA 片段。用某种生物发育的某个时期的 mRNA反转录产生的多种互补 DNA（也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。文库大小 基因中启动子（具有启动作用的 DNA 片段）基因中内含子（位于编码蛋白质序列内的非编码DNA 片段）基因多少 物种间的基因交流 4.PCR技术扩增目的基因（1）原理：（2）过程：第一步：加热至 9095 ；第二步：冷却到 5560，；第三步：加热至 7075，。第二步：（核心步骤）出基因工程是在上进行设计和施工的又叫做一基因工程的基本工具分子手术刀来源主要是从中分离纯化出来的功能能够识别的核苷酸序列并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开因此具有结果经限制酶切割产生的片段末端通常有黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来而能缝合两种末端但连接的之间的效率较低与聚合酶作用的异同聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端形成磷酸二酯键连接酶是连接两个片段的末端形成磷酸二酯键必须需要模板分子运输车序第一步目的基因是指基因原核基因采取获得真核基因是人工合成目的基因的常用方和从基因文库中获取基因文库概念将含有某种生物不同基因的许多片段导入受体菌的群体中储存各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因称为基1.目的：使目的基因在受体细胞中 ，并且可以 ，使目的基因能够 。2.组成：（1）启动子：是一段有特殊结构的 ，位于基因的 ，是 识别和结合的部位，能驱动基因 ，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的 ，位于基因的 。控制 （3）标记基因的作用：是为了 受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是 基因。第三步：1.转化的概念：。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 ，其次还有 和 等。农杆菌 存在 生活在土壤中 特点 能在自然条件下感染 ，对大多数单子叶植物无感染能力。原理 植物伤口处细胞分泌的酚类化合物吸引农杆菌移向这些细胞，使其 转移至受体细胞并整合到 上。方法 将目的基因插入 上，通过 转化作用进入植物细胞并插入到染色体 DNA 上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达 优点 比较经济有效，约 80%转基因植物通过这种方法获得。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 。此方法的受体细胞多是 。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 ，最常用的原核细胞是 ，其转化方法是：先用 出基因工程是在上进行设计和施工的又叫做一基因工程的基本工具分子手术刀来源主要是从中分离纯化出来的功能能够识别的核苷酸序列并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开因此具有结果经限制酶切割产生的片段末端通常有黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来而能缝合两种末端但连接的之间的效率较低与聚合酶作用的异同聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端形成磷酸二酯键连接酶是连接两个片段的末端形成磷酸二酯键必须需要模板分子运输车序第一步目的基因是指基因原核基因采取获得真核基因是人工合成目的基因的常用方和从基因文库中获取基因文库概念将含有某种生物不同基因的许多片段导入受体菌的群体中储存各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因称为基处理细胞，使其成为 ，再将 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA 分子，完成转化过程。3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步：分子检测 1.首先要检测 转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用 。具体方法：提取转基因生物的基因组 DNA；用 作探针；与基因组 DNA 杂交；若 杂交带就表明目的基因已插入染色体 DNA 中。意义：目的基因能否在真核细胞中稳定遗传的关键 2.其次还要检测 目的基因是否转录出了 mRNA，方法是采用 用标记的目的基因作探针与mRNA 杂交。方法：从转基因生物中提取 mRNA；同样方法标记目的基因作探针；与 mRNA 杂交；若显示出杂交带就表明目的基因转录出 mRNA。意义：是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步 3.最后检测 目的基因 ，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 方法。个体水平的鉴定 4.有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，。2.动物基因工程：。乳腺生物反应器或乳房生物反应器 科学家将药用 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。转基因动物进入 后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品。作器官移植的供体 出基因工程是在上进行设计和施工的又叫做一基因工程的基本工具分子手术刀来源主要是从中分离纯化出来的功能能够识别的核苷酸序列并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开因此具有结果经限制酶切割产生的片段末端通常有黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来而能缝合两种末端但连接的之间的效率较低与聚合酶作用的异同聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端形成磷酸二酯键连接酶是连接两个片段的末端形成磷酸二酯键必须需要模板分子运输车序第一步目的基因是指基因原核基因采取获得真核基因是人工合成目的基因的常用方和从基因文库中获取基因文库概念将含有某种生物不同基因的许多片段导入受体菌的群体中储存各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因称为基科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官（由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物）进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入 ，以抑制 的表达，或设法除去 基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。3.基因治疗：基因 治疗 概念 基因治疗是把 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。意义 这是治疗 的最有效的手段 举例：复合型免疫缺陷症 疾病类型 是一种遗传疾病 病因 由于腺苷酸脱氨酶基因缺失，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶（腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必需的）。治疗 将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，使淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴细胞转入患者体内。方法 基因治疗 方法 先从病人体内获得某种细胞，例如 T淋巴细胞，进行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。特点 大部分基因治疗的临床试验方法；方法操作复杂，但效果较为可靠。治疗 方法 直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法 举例 1994 年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。特点 简便（四）蛋白质工程的概念 1.蛋白质工程是指以 作为基础，通过 ，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）2.流程：推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）合成 DNA表达出蛋白质 出基因工程是在上进行设计和施工的又叫做一基因工程的基本工具分子手术刀来源主要是从中分离纯化出来的功能能够识别的核苷酸序列并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开因此具有结果经限制酶切割产生的片段末端通常有黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来而能缝合两种末端但连接的之间的效率较低与聚合酶作用的异同聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端形成磷酸二酯键连接酶是连接两个片段的末端形成磷酸二酯键必须需要模板分子运输车序第一步目的基因是指基因原核基因采取获得真核基因是人工合成目的基因的常用方和从基因文库中获取基因文库概念将含有某种生物不同基因的许多片段导入受体菌的群体中储存各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因称为基转录 翻译 3.原理：出基因工程是在上进行设计和施工的又叫做一基因工程的基本工具分子手术刀来源主要是从中分离纯化出来的功能能够识别的核苷酸序列并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开因此具有结果经限制酶切割产生的片段末端通常有黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来而能缝合两种末端但连接的之间的效率较低与聚合酶作用的异同聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端形成磷酸二酯键连接酶是连接两个片段的末端形成磷酸二酯键必须需要模板分子运输车序第一步目的基因是指基因原核基因采取获得真核基因是人工合成目的基因的常用方和从基因文库中获取基因文库概念将含有某种生物不同基因的许多片段导入受体菌的群体中储存各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因称为基