生物選修三基因工程提綱
生物選修三基因工程提綱
學習生物需要講究方法和技巧，更要學會對知識點進行歸納整理，生物選修三基因工程掌握的如何呢？下面是學習啦小編為大家整理的生物選修三基因工程復習提綱，希望對大家有所幫助!
生物選修三基因工程復習提綱
基因工程：是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，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品?；蚬こ淌窃贒NA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。
(一)基因工程的基本工具
1. “分子手術刀”——限制性核酸內切酶(限制酶)
(1)來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。
(2)功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。
(3)結果：
經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。
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. “分子運輸車”——載體
(1)載體具備的條件：
?、倌茉谑荏w細胞中復制并穩(wěn)定保存。
?、诰哂幸恢炼鄠€限制酶切點，供外源DNA片段插入。
?、劬哂袠擞浕?，供重組DNA的鑒定和選擇。
(2)最常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。
(3)其它載體：λ噬菌體的衍生物、動植物病毒。
(二)基因工程的基本操作程序
目的基因的獲取
1. 目的基因是指： 編碼蛋白質的結構基因 。
2. 原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法和化學合成法。
3. PCR技術擴增目的基因
(1)PCR的含義：是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。
(2)目的：獲取大量的目的基因
(3)原理：DNA雙鏈復制
(4)過程：
第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈為單鏈;
第二步：冷卻到55～60℃，引物與兩條單鏈DNA結合;
第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。
(5)特點：指數(shù)(2n)形式擴增
第二步：基因表達載體的構建(核心)
1. 目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。
2. 組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因
(1)啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。
(2)終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段 ，位于基因的尾端。
(3)標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。
將目的基因導入受體細胞
1. 轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程。
2. 常用的轉化方法：
將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。
將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。方法的受體細胞多是受精卵。
將目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少 ，最常用的原核細胞是大腸桿菌 ，其轉化方法是：
先用Ca2+處理細胞，使其成為感受態(tài)細胞 ，再將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。
3. 重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。
第四步：目的基因的檢測和表達
1. 首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交(DNA-DNA)技術。
2. 其次還要檢測目的基因是否轉錄出mRNA，方法是采用分子雜交(DNA-RNA)技術。
3. 最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是采用抗原—抗體雜交技術。
4. 有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如生物抗蟲或抗病的鑒定等。
(三)基因工程的應用
1. 植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。
2. 動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。
3. 基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因表達產物發(fā)揮作用。
4. 基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體。
(四)蛋白質工程的概念
蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質)
蛋白質工程的基本途徑：
從預期的蛋白質功能出發(fā)
設計預期的蛋白質結構
推測應有的氨基酸序列
找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)
★蛋白質工程與基因工程區(qū)別
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