基因工程很好的总结

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1、生物选修生物选修 3 模块考查内容总结模块考查内容总结-圆梦生物网圆梦生物网默认分类 2009-02-23 20:36:00 阅读 62 评论 0 字号：大中小 生物选修生物选修 3 模块考查内容总结模块考查内容总结1 基因工程的诞生（识记）基础理论：DNA 是遗传物质；DNA 双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译技术支持：基因转移载体的发现；工具酶的发明；DNA 体外重组的实现；重组 DNA 表达 实验的成功2 基因工程的原理及技术（识记）（1）基因重组的基本工具：限制性核酸内切酶（限制酶）：主要从原核生物中分离纯化出来，这种酶在原核生物中的 作用是防止外来病原物的侵害，将外源 DNA

2、 切割保证自身安全它能识别 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键，产生 的末端有黏性末端（如 EcoR切割的末端）和平末端DNA 连接酶：EcoliDNA 连接酶连接黏性末端的 DN 断；T4DNA 连接酶黏性末端和平末 端都可以连接；而 DNA 聚合酶是将单个的脱氧核苷酸加到 DN 断上。载体：种类有质粒（常用，并被人工改造）、动植物病毒；条件：能自我复制；有一个或多个酶切位点；有标记基因位点；对受体细胞无害（2）基因工程的基本操作程序：目的基因的获取：概括地说，主要有两条途径：一条是从供体细胞的概括地说，主要有两条途径：一条是从供体细胞的 DNA 中直接分离基

3、中直接分离基 因；另一条是人工合成基因因；另一条是人工合成基因。直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。 这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟，无论哪一颗弹粒击中目标，都能把鸟打下来。鸟枪 法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的 DNA 切成许多片段，将这些片段分别载入运 载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的 DNA(外源 DNA)的 所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增)，从中找出含有目的基因 的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的 DN 段分离出来。如许多抗虫、抗病毒的基因 都可以用上述方法获得。用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工

4、作量大，具有一定的盲目胜。 又由于真核细胞的基因含有不表达的 DN 段，不能直接用于基因的扩增和表达，因此，在在 获取真核细胞中的目的基因时，一般是用人工合成基因的方法。获取真核细胞中的目的基因时，一般是用人工合成基因的方法。目前人工合成基因的方法主要有两条途径。一条途径是以目的基因转录成的信使 RNA 为模板，反转录成互补的单 链 DNA，然后在酶的作用下合成双链 DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据 已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使 RNA 序列，然后按照碱基互补配对原则， 推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学的方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。 如人的血红蛋白

5、基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。目的基因与运载体结合：将目的基因与运载体结合的过程，实际上是不同来源的 DNA 重 新组合的过程。如果以质粒作为运载体，首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一 个切口，露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端。 将切下的目的基因的片段插入到质粒的切口处，再加入适量的 DNA 连接酶连接酶，质粒的黏性 末端与目的基因 DN 段的黏性末端就会因碱基互补配对而结合，形成了一个重组 DNA 分 子。如人的胰岛素基因就是通过这种方式与大肠杆菌中的质粒 DNA 分子结合，形成重组 DNA 分子(也叫重组质粒)的。重组重组

6、DNA 分子的特点：具有目的基因、启动子、终止子、分子的特点：具有目的基因、启动子、终止子、 以及标记基因。以及标记基因。将目的基因导入受体细胞：目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组 DNA 分子 后，下一步是将重组 DNA 分子引入受体细胞中进行扩增。基因工程中常用的受体细胞有常用的受体细胞有 大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。用人工的方法使体外重组的 DNA 分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。导入植物细胞：农杆 菌转化法（转基因抗虫棉用的是花粉管通道法转基因

7、抗虫棉用的是花粉管通道法）；导入动物细胞：显微注射技术（注射入注射入 受精卵中受精卵中）；如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大将细菌用氯化钙处理，以增大 细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的基因导入受体细胞 后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就 能够获得大量的目的基因。目的基因的检测和表达：以上步骤完成以后，在全部受体细胞中，真正能够摄入重组 DNA 分子的受体细胞是很少的。因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目 的基因进行检测。

8、检测的方法有很多种，1 DNA 上检测是否有目的基因（利用 DNA 分子 杂交技术）；2 目的基因是否转录出 mRNA（基因探针与 mRNA 杂交）；3 目的基因是 否翻译出蛋白质（利用抗原-抗体杂交）；4 性状水平的检测。例如，大肠杆菌的某种质粒 具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源 DNA 组合在一起形成重组质粒，并被转入受体 细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。 重组的 DNA 分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因 完成了表达过程。例如，科学家最初做抗虫棉试验时，虽然已经检测出棉的植株中含有抗 虫的基因，但让棉铃虫食

9、用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明抗虫基因还不能在 高等植物中表达。科学家在研究的基础上，又一次对棉植株中的抗虫基因进行了修饰，然 后再让棉铃虫食用棉的叶片，结果食用的第二天棉铃虫就中毒死亡了。这说明抗虫基因在 棉植株中得到了表达。例如：例如：用基因工程的方法，使大肠杆菌生产出鼠的 -珠蛋白。（1） 从小鼠中克隆出 -珠蛋白基因的编码序列（cDNA）注：鼠是真核生物因此用人注：鼠是真核生物因此用人 工合成的方法来获得目的基因工合成的方法来获得目的基因（2） 将 cDNA 前接上在大肠杆菌中可以适用的启动子，另外加上抗四环素基因（为为 了在受体细胞中筛选出含有目的基因的细胞了在受体细胞中筛

10、选出含有目的基因的细胞），构建成一个表达载体。（3） 将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中，然后在含有四环素的培养基上培 养大肠杆菌。如果表达载体未进入大肠杆菌中，大肠杆菌会因不含有抗四环素基因而死掉； 如果培养基上长出大肠杆菌菌落，则表明 -珠蛋白基因已进入其中。（4） 培养进入了 -珠蛋白基因的大肠杆菌，收集菌体，破碎后从中提取 -珠蛋白。3 基因工程的应用（理解）（1）植物基因工程成果：抗虫转基因植物（抗虫棉是转入 Bt 毒蛋白基因培育的）抗病转基因植物（病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因）抗逆转基因植物（生物的抗性基因）转基因改良植物（营养价值、实用价值、观赏价值）（2）动物基因工程成

11、果：提高动物生长速度（外源生长激素基因）改善畜产品的品质转基因动物生产药物（牛、山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、 血清白蛋白、生长激素、-抗胰蛋白酶）转基因动物作器官移植的供体（导入调节因子，抑制抗原决定基因表达或 除去抗原决定基因培育没有免疫排斥反应的转基因克隆器官）基因工程药物（利用转基因工程菌生产细胞因子、抗体、疫苗等）注：如果工程菌为原核生物，因其没有内质网、高尔基体，所以不能生产糖蛋白类物质注：如果工程菌为原核生物，因其没有内质网、高尔基体，所以不能生产糖蛋白类物质基因治疗（从根本上治疗遗传病，不能治疗传染病不能治疗传染病）4 蛋白质工程（识记）（1）蛋白质工程崛起的缘由：

12、基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质（2）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。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）的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）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5 植物的组

13、织培养（理解）（1）克隆的含义：克隆（clone）是指通过无性生殖无性生殖而产生的遗传上均一的生物群，即具 有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体细胞或者生物的个体。现在则指个体、细胞、基因等不同水 平上的无性增殖物。（1）个体水平：在植物的无性增殖中，植物的发芽、插条等由同一 个体通过无性生殖而增长的个体群均被视为克隆。采用组织培养方法可使植物细胞培养发 育成完全的个体（愈伤组织），采用这种方法得到的具有相同基因型的个体群，也被称为 克隆；在动物的无性增殖中，典型的例子是采用核移植实验方法，把分化细胞的核移植到 一个事先去核的蛙卵中，让其发育并得到克隆蛙。克隆动物具有均一遗传性质，在研

14、究环 境条件对发育、分化的影响以及药物的检测方面都是重要的实验材料。（2）细胞水平： 由一个细胞经过有丝分裂生成的细胞群叫克隆。但如果培养细胞发生转化，则很容易引起 染色体变异。（3）基因水平：利用基因重组操作技术，使特定的基因与载体结合，在细 菌等宿主中进行增殖，有可能得到均匀的基因群。克隆是重组 DNA 技术的核心部分。事 实上，克隆技术现已被人们用来通过营养方式繁殖病毒等微生物和植物的纯种，从而保证 了这些生物基因组的准确连续性。细胞生物的克隆只需要营养培养基，而基因的克隆则需 要某种载体复制子、特定的寄主细胞和营养培养基。（2）植物细胞全能性的含义：生物的任何一个细胞都具有发育成完整植

15、株的潜力。原因：原因： 细胞中含有本物种全部的遗传信息细胞中含有本物种全部的遗传信息（3）植物组织培养的概念：从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞，原生质体等， 通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的 其他产品的技术。（4）植物组织培养过程：取外植体（离体的器官、组织、细胞），注意要消毒（可用次 氯酸钠、无菌水处理，在超净工作台上操作）；将外植体接种到培养基，并封口（培养基 成分：有机物、生长素、细胞分裂素、水、矿质元素、琼脂）；通过脱分化，形成愈伤组 织（挑选出没有被污染的）；进行转接到分化培养基上，进行再分化（生长素浓度较高利生长素浓度较高利 于

16、生根，细胞分裂素浓度较高利于生芽于生根，细胞分裂素浓度较高利于生芽）；一段时间后诱导出试管苗；移栽到大田。注意：整个过程要进行无菌操作注意：整个过程要进行无菌操作愈伤组织细胞的特点：排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的薄壁细胞。愈伤组织细胞的特点：排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的薄壁细胞。脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。再分化：产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根、芽等器官。再分化：产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根、芽等器官。（5）植物体细胞杂交技术：去除细胞壁（用纤维素酶和果胶酶）（用纤维素酶和果胶酶）得到原生质体，诱导原 生质体间的融合（方法：离心、振动、电激、聚乙二醇）（方法：离心、振动、电激、聚乙二醇），形成杂种细胞并再生出细胞壁， 通过植物组织培养技术得到杂种植株。意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍（通过基因工程技术也可以克服生殖隔离）意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍（通过基因