《基因工程必备知识点》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基因工程必备知识点(19页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、基因工程基因工程高三一轮复习必经之路高三一轮复习必经之路1. 基因工程的概念2. 基因工程的基本工具3. 基因工程的基本操作程序4. 基因工程的应用5. 蛋白质工程的概念基因工程必备知识点1.基因工程的概念概念: 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。2.基因工程的基本工具一.“分子手术刀”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:能够识别双链DNA分子的某种 特定的核
2、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 末端通常有黏性末端和平末端两种形式。二.“分子缝合针”DNA连接酶(1)Ecoli DNA连接酶和T4DNA连接酶比较: 相同点:都缝合磷酸二酯键。 不同点:Ecoli DNA连接酶只能将双链 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,但连接平末端的效率较低。(2) DNA连接酶与DNA聚合酶作用比较: 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,形成磷酸二酯键。DNA连接酶 是连接两个DNA片段的末端,形
3、成磷酸二酯键。三.“分子运输车”运载体(质粒)(1)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。(2)最常用的载体是3 .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技术扩增目的基因 (1)原理:DNA复制(2)过程:加热至9095,DNA解链;冷却到 5560,引物结合到互补DNA链;加热至70 75,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步
4、: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 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 是抗生素抗性基因。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
5、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。 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:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多 为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,转化方法是 :先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶 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:目的基因
6、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 子杂交技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mR NA,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。4.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
7、基因表达产物发挥作用。5.蛋白质工程的概念蛋白质工程是指:以蛋白质分子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)知识点填空知识点填空如果前面的知识点你都记住的话,不妨把答案填在这些空格里面,牢牢 地掌握这些知识点吧!基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过 和 ,赋予生 物以 ,创造出 。基因工程是在 水平上进行设计和施工的,又叫做 。1.“分子手术刀” (1)来源:主要是从 中分离纯化出来的。(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种的核苷
8、酸序列,并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的 断 开,因此具有 性。 (3)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)Ecoli DNA连接酶和T4DNA连接酶的比较: 相同点:都缝合 。 不同点:Ecoli DNA连接酶只能将双链 DNA片段互补的 之间的磷酸二酯键 连接起来;而T4DNA连接酶能缝合 , 但连接平末端的效率较 。 (2) DNA连接酶与DNA聚合酶的比较: DNA聚合酶只能将 加到已有的 核苷酸片段的末端,形成 。 DNA连接酶是连接 的末端,形成。3.“分子运输车” (1)载体具备的条件: 能在受体细胞中 。 具有一至多个 ,供
9、外源DNA片段插入。 具有 ,供重组DNA的鉴定和选择。(2)最常用的运载体是 ,它是一种 裸露的、结构简单的、独立于 之外, 并具有 能力的双链 状DNA分 子。(3)其它载体: 、 等。(二)基因工程的基本操作程序第一步: 1.目的基因是编码 的结构基因。 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法有 和 。 3.PCR技术扩增目的基因 (1)原理: (2)过程:加热至9095 ;冷却到5560, ;加热至70 75, 。第二步: 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
10、和结 合的部位,能驱动基因 ,最终获得所需的 。 (2)终止子:也是一段有特殊结构的 ,位于基因的 。 (3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中 ,从而将 筛选出来。 常用的标记基因是 。第三步: 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 ,其次还有 和 等。 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 ,转化方法是:先用 处理细胞,使其 成为 细胞,再将 溶于缓冲液中与感受态细胞混合,
11、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 是否表 达。第四步: 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 。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用 。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 ,用相 应的 进行 。4.有时还需进行 的鉴定,如 。(四)蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以 作为基础,通过 ,对现有蛋白质进行 ,制造一种 ,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 的蛋白质)谢谢大家欣赏谢谢大家欣赏作者:作者:qwsnuiqwsnui