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1、【知识点】高中生物：基因工程核心知识汇总基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术， 赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。一、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，通过体外DNA重组和转基因技术， 赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因 工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做 DNA重组技术。二、基因工程的原理及技术原理：基因重组技术基因工程的基本工具1. “分子手术刀”一一限制性核酸内切酶(限制酶)(1) 来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2) 功能：能
2、够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定 部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。(3) 结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。2. 分子缝合针”一一 DNA连接酶两种DNA连接酶(EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较： 相同点：都缝合磷酸二酯键。 区别：EcoliDNA连接酶来源于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T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间 的效率较低。与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的 末端，形成磷酸
3、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。3. “分子运输车”一一载体载体具备的条件： 能在受体细胞中复制并稳定保存。 具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA片段插入。 具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。最常用的载体是质粒：它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。(3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。2. 原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法 有反转录法和化学合成法。3. PCR技术扩增目的基
4、因原理：DNA双链复制过程： 加热至9095CDNA解链； 冷却到5560C,引物结合到互补DNA链; 加热至7075C,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成第二步：基因表达载体的构建1. 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能 够表达和发挥作用。2. 组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因(1) 启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和 结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需的蛋白质。(2) 终止子：也是一段有特殊结构的 DNA片段，位于基因的尾端。(3) 标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的
5、基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。第三步：将目的基因导入受体细胞1. 转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过 程。2. 常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。3. 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：4. 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：目的基因的检测和表达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DNA分
6、子杂交技术.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。3. 最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应 的抗体进行抗原-抗体杂交。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。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，利用转基因改良植物的品质。2. 动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。3. 基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。蛋白质工程的概念蛋白质工程：是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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 ）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代 的基因工程。（3）基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，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）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基 因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）（4）设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列
基因工程基本原理及技术
