1、 專題一 基因工程 1. 1 DNA重組技術的基本工具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，進行嚴格的設計，并通過_和_等技術，賦予生物以新的_，從而創造出更符合人們需要的新的_和_。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，因此又叫做_。«2. 基本原理：_«3. 理論基礎(1) 不同生物的基因可以拼接的結構基礎細胞生物的遺傳物質都是_，都是以_為基本單位構成的雙鏈大分子。(2) 目的基因轉入后可以表達的基礎所有生物共用一套_。(3) 生物遺傳信息的表達都遵循_。««4. 優點(1) 目的性強，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刀1. 簡稱：_。2. 來源：主要是從_中分離純化而來。«3. 功能特點：特異性，即識別雙鏈DNA分子某種特定_，并且使每一條鏈中_的兩個核苷酸之間的_斷開。4. 酶切結果：_末端和_末端。畫出EcoR酶切后的結果：GAATTCCTTAAG三、DNA連接酶“分子縫合針”«1. 作用實質：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的_。2. 作用前提：兩個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 聚合酶作用實質都是催化兩個核苷酸之間形成_是否需模板_連接DNA鏈_鏈_鏈作用過程在兩個DNA片段之間形成_將_加到已存在的核苷酸鏈上，形成_作用結果將兩個DNA片段連接成_合成_四、基因進入受體細胞的載體“分子運輸車”«1. 基因工程中最常用的載體_(1) 來源：_等微生物(2) 結構：裸露的、結構簡單、獨立于_ 之外，并具有_的_分子。 «2. 基因的載體必須具備的條件(1) 有_個限制酶切割位點，供外源DNA片段（基因）插入其中。(2) 能在宿主細胞

4、_，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進行_。(3) 有特殊的_，如四環素抗性基因等，供重組DNA的鑒定和選擇。(4) 必須是_的，不會對受體細胞有害。(5) _適合，以便提取和在體外進行操作。3. 載體的種類：除質粒外，還有_、_等。4. 在進行基因工程操作中，真正被用作載體的質粒，都是在天然質粒的基礎上進行過_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_的結構基因。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_，導入_的群體中儲存，各個_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技術擴增目的基因 PCR技術是_的縮寫。PCR是一項在生物體外_的核酸合成技術。« PCR技術的原理：DNA 的_。 PCR擴增的前提：要有一段已知目的基因的_，以便根據這一序列合成引物。 « PCR擴增的條件：_、_(目的基因)，原料_(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)，耐高溫的_酶(Taq酶)。 PCR 擴增的過程a. 變性：加熱到90-95，DNA受熱變性后_b. 復性（退火）：冷卻到

6、55-60，_與_結合c. 延伸：加熱到70-75，在熱穩定的_(Taq酶)的作用下進行延伸 結果：目的基因以_的方式成指數形式擴增。(3) 人工合成法：如果基因比較_，且_，可以通過_用化學方法直接人工合成。«拓展 PCR 技術和 DNA 復制的比較PCR技術DNA復制一樣點原理_原料_條件_、_、_不同點解旋_解旋_催化場所_復制_酶熱穩定的DNA 聚合酶細胞含有的DNA聚合酶結果在短時間形成_形成_三、基因表達載體的構建«基因表達載體的構建是實施基因工程的第二步，也是基因工程的_1. 基因表達載體構建目的：使目的基因在受體細胞中_，并且可以_給下一代，同時，使目的基因

7、能夠_。 «2. 基因表達載體的組成：除了目的基因外，還必須有_、_以與_等。(1) 啟動子：位于目的基因的_，是一段有特殊結構的DNA序列，是_識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA ，最終獲得所需的蛋白質，即轉錄開始的部位。 (2) 終止子：位于目的基因的_，也是一段有特殊結構的DNA序列，使轉錄在所需的地方停止下來，即轉錄停止的部位。«(3) 標記基因：用于鑒別受體細胞中是否_，從而將含有目的基因的細胞_出來，常為_，如氨芐青霉素抗性基因、四環素抗性基因。«3表達載體構建過程中，獲取目的基因與切割質粒時一般用_限制性核酸切酶，目的是產生一樣的_，

8、以便于連接。四、將目的基因導入受體細胞 _的概念：目的基因進入受體細胞，并且在受體細胞維持穩定和表達的過程，稱為_。 1. 將目的基因導入植物細胞«(1) 常用受體細胞：植物的_或_。« (2) 方法：_法、_法、_法，其中，_法是導入植物細胞最常用的方法。 農桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物。當植物體受到傷害是，傷口處的細胞會分泌大量的_，吸引農桿菌移向這些細胞，這時農桿菌中的_上的_(可轉移的DNA)可轉移到受體細胞染色體的DNA上。 轉化過程：將_插入到_上，通過農桿菌的轉化作用，可以使目的基因進入植物細胞，并將其插入到植物細胞中染色體的DNA，使目的基因的遺傳特

9、性得以_。2. 將目的基因導入動物細胞 « (1) 常用受體細胞：_。« (2) 常用方法：_。 (3) 基本操作程序：_含有目的基因的表達載體_(受精卵)_胚胎移植新性狀動物3. 將目的基因導入微生物細胞(1) 常用受體細胞：_細胞，其中_最為廣泛。« (2) 原核生物的特點：_；多為單細胞；遺傳物質相對_ « (3) 轉化方法： _法。 (4) 轉化過程 « 用_處理受體細胞（如大腸桿菌），使細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，這種細胞稱為_。 將重組表達載體DNA分子溶于_中與_混合，在一定_下促進_吸收DNA分子，完成轉化

10、過程。五、目的基因的檢測與鑒定目的基因導入受體細胞是否可以_，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«方法結果顯示_檢測第一步檢測轉基因生物的染色體上是否插入了目的基因_(DNA 探針轉基因生物DNA )是否_第二步檢測目的基因是否轉錄_(DNA 探針轉基因生物 mRNA )是否_第三步檢測目的基因是否翻譯成蛋白質_是否_水平的檢測包括抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否具有抗性的與抗性程度；基因工程產品需要與天然產品的功能進行活性比較等1. 3 基因工程的應用一、植物基因工程碩果累累植物基因工程技術主要用于提高農作物的_(如抗除

11、草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等)，以與改良農作物的_和利用植物生產_等方面。 二、 動物基因工程前景廣闊動物基因工程主要應用于動物品種_、建立_、器官移植等多方面。 (1) 用于提高動物生長速度：將_導入動物體，以提高動物生長速率。 (2) 用于改良畜產品的品質。 (3) 用轉基因動物生產藥物：將藥用蛋白基因與_的啟動子等調控組件重組在一起，通過_等方法，導入哺乳動物的_中，然后，將受精卵送入母體，使其生長發育成_。轉基因動物進人泌乳期后，可以通過分泌的_來生產所需要的藥品，稱為乳腺(房)生物反應器。(4) 用轉基因動物作器官移植的供體：將器官供體基因組導入某種調節因子，抑制_或設法除去_，再結合_，培育出沒有_的轉基因克隆動物器官。三、基因工程在醫學、藥學上的應用 1基因工程藥物：利用“工程菌”生產基因工程藥品包括_、_、_、_、_等。工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達的菌類細胞株系一般稱為“工程菌”。 2基因治療：是把_導入病人體，使該基因的_發揮功能，從而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段,包括_和_。補1：用于基因治療的基因有三種類型：_;_;_.«補2：基因診斷。原理：_;工具_1. 4 蛋白質工程1.實質：