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1、生物选修三知识点基因工程的诞生(三个理论和三个技术)：基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科基本上发展起来的，正是这些学科的基本理论和有关技术的发展催生了基因工程，具体有三大理论发现和三个技术突破。1) 理论基本：N是遗传物质；DNA分子的双螺旋构造和半保存复制;遗传密码的通用性和遗传信息传递的方式；2) 技术基本:限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割；N连接酶的发现与A片段的连接；基因工程载体的构建与应用l 理论上的三大发现、发现了遗传物质DNA19年,艾弗里(.T.Avery）的肺炎双球菌转化实验、揭示了遗传物质的分子机制：DN分子的双螺旋构造和半保存复制5年，沃森（DWaton
2、)和克里克（F.Crck）的NA双螺旋构造模型、半保存复制图,获58年诺贝尔奖。、确立了遗传信息的传递方式:以密码形式传递193年，美国尼伦伯格（.Nireerg）和马太(H.Mattaei)确立了遗传信息以密码形式传递，破译了编码氨基酸的遗传密码(3个核苷酸=个密码子=个aa)。l 技术上的三大突破、世界上第一种重组DN实验:实现不同来源DN的体外重组197年斯坦福大学化学家伯格(P.Bg)借助内切酶和连接酶将猴病毒V40的DNA和大肠杆菌噬菌体的DA在试管中连接在了一起,第一次成功地实现了DNA的体外重组。、第一种基因克隆实验：重组DN体现实验,是世界上第一种基因工程实验9年美国斯坦福大学
3、医学院遗传学家科恩(.Chen)将体外构建的具有四环素和卡那霉素抗性基因的重组质粒导入大肠杆菌，获得了具有双抗性的大肠杆菌转化子,成功完毕了第一种基因克隆实验。是基因工程诞生的标志。、第一种真核基因在原核生物中的体现:第一次实现了异源真核基因在原核生物中的体现974年,科恩(S.Chen）和博耶（.Boyer）将非洲爪蟾编码核糖体基因的NA片断同pSC01质粒重组，并导入大肠杆菌细胞,成果表白动物基因已进入大肠杆菌并转录出相应的RA产物,第一次实现了异源真核基因在原核生物中的体现。专项1 基因工程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
4、以新的遗传特性,发明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DN分子水平上进行设计和施工的，又叫做N重组技术。(一)基因工程的基本工具1.“分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：重要是从原核生物中分离纯化出来的。（）功能：可以辨认双链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)成果：经限制酶切割产生的DNA片段末端一般有两种形式：粘性末端（ERI酶)和平末端（SmI酶)。2.“分子缝合针”DNA连接酶（1)两种NA连接酶(EcolDNA连接酶和4DN连接酶)的比较:相似点：都缝合磷酸二酯键。区别:c
5、oliDA连接酶来源于T噬菌体,只能将双链NA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。（2)与DNA聚合酶作用的异同:DA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,形成磷酸二酯键。3.“分子运送车”载体（1)载体具有的条件:能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一至多种限制酶切点，供外源DN片段插入。具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。（2)最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、构造简朴的、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）其他载体
6、： 噬菌体的衍生物、动植物病毒(二）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: 编码蛋白质的构造基因 。原核基因采用直接分离获得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用措施有反转录法和化学合成法_。从基因文库（基因组文库或cDNA文库)中获取人工合成目的基因:常用的措施有化学合成法和 反转录法。 3PC技术扩增目的基因（）原理：DNA双链复制(2）过程：第一步：加热至9095解链;第二步：冷却到5560,引物结合到互补DNA链；第三步:加热至775，热稳定D聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步:基因体现载体的构建(最核心环节)1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并
7、且可以遗传至下一代,使目的基因可以体现和发挥作用。2.构成:目的基因启动子终结子+标记基因(）启动子：是一段有特殊构造的DN片段，位于基因的首端，是R聚合酶辨认和结合的部位,能驱动基因转录出mRN,最后获得所需的蛋白质。(2)终结子：也是一段有特殊构造的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与否具有目的基因，从而将具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。提示: 与载体相比较，增长启动子、目的基因和终结子三个基因片段,其功能各不相似。启动子(DA片段）起始密码子(RN）;终结子（DA片段)终结密码子(RNA)。第三步：将目的基因导入受体细胞1.转
8、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体现的过程。2.常用的转化措施：将目的基因导入植物细胞：采用最多的措施是 农杆菌转化法，另一方面尚有基因枪法和 花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的措施是 显微注射技术。此措施的受体细胞多是 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因素是繁殖快、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 ，其转化措施是：先用Ca2+ 解决细胞，使其成为 感受态细胞 ,再将 重组体现载体DNA分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下增进感受态细胞吸取DNA分子,完毕转化过程。3.重组细胞导入受体
9、细胞后,筛选具有基因体现载体受体细胞的根据是标记基因与否体现。第四步：目的基因的检测和体现1一方面要检测 转基因生物的染色体DNA上与否插入了目的基因，措施是采用DNA分子杂交技术。2另一方面还要检测 目的基因与否转录出了mRN，措施是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。3.最后检测 目的基因与否翻译成蛋白质,措施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 转基因抗虫植物与否浮现抗虫性状。(三)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，运用转基因改良植物的品质。.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质
10、、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,使该基因体现产物发挥作用。(四)蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的构造规律及其生物功能的关系作为基本,通过基因修饰或基因合成，对既有蛋白质进行改造,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)转录 翻译专项2 细胞工程(一）植物细胞工程 .理论基本（原理)：细胞全能性全能性体现的难易限度:受精卵生殖细胞干细胞体细胞;植物细胞动物细胞2.植物组织培养技术(1)过程：离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 试管苗 植物体（2）用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单
11、倍体育种、细胞产物的工厂化生产。()条件：离体、无菌、营养物质、激素、光照等其她合适条件。(4）地位:是哺育转基因植物、植物体细胞杂交哺育植物新品种的最后一道工序。植物繁殖微型繁殖：可以高效迅速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（由于植物分生区附近的病毒很少或没有)人工种子:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。长处:完全保持优良品种的遗传特性,不受季节的限制;以便储藏和运送 作物新品种哺育单倍体育种:a过程：植株(Ab)通过减数分裂得到花粉（A、Ab、B、a四种类型)；对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养）,得到单倍体植
12、株；对其幼苗时期进行秋水仙素解决,得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aab四种类型)。 长处:明显缩短育种年限，迅速获得纯系植株。突变体运用:在组织培养中会浮现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体)细胞产物的生产：通过可以产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养,从而让它们可以产生大量的细胞产物。（5)地位:是哺育转基因植物、植物体细胞杂交哺育植物新品种的最后一道工序。3植物体细胞杂交技术（1）过程:（)诱导融合的措施：物理法涉及离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(3)去壁的措施:酶解法(纤维素酶和果
13、胶酶）()意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。（二)动物细胞工程. 动物细胞培养（)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出有关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在合适的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。（2）动物细胞培养的流程:取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶解决分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶解决分散成单个细胞继续传代培养。（3)细胞贴壁和接触克制:悬液中分散的细胞不久就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面互相克制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触克制
14、。()动物细胞培养需要满足如下条件无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌解决。一般还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液,避免代谢产物积累对细胞自身导致危害。营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。一般需加入血清、血浆等天然成分。温度：合适温度:哺乳动物多是6.5.;pH:7.27.4。气体环境：95%空气5%C。O2是细胞代谢所必需的，CO2的重要作用是维持培养液的pH。(5)动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的多种细胞。2.动物体细胞核移植技术和克隆动物()哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植（比较难)。（2)选用去核卵(母)细胞的因素:卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多,营养丰富。（3）体细胞核移植的大体过程是: 高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养;同步采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）注：为什么要用卵细胞?它
