基因工程知识系统表解

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1、专题1　基因工程　知识系统表解黑龙江省安达市田家炳高级中学　翟贵君【专题总系统】          【专题分系统】1.1　DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切酶―“分子手术刀”来源主要从原核生物中分离纯化出来。种类已从近300种不同的微生物中分离出约4000种限制酶。作 用内容及特点识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列（大多数识别序列由6个核苷酸组成，如EcoRI、SmaI；也有少数识别序列由4、5或8个核苷酸组成），并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，参见

2、教材图1-2，即具有特异性。结果切割产生的DNA片段末端通常有两种形式（参见教材图1-3）：①黏性末端：在识别序列中轴线两侧切开②平末端：在识别序列中心轴线处切开DNA连接酶―“分子缝合针”作用将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。种类种类来源作用E·coliDNA连接酶大肠杆菌只能连接互补的黏性末端。T4DNA连接酶T4噬菌体连接互补的黏性末端和平末端（效率低）。基因进入受体细胞的载体―“分子运输车”举例质粒（常用）概念是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟

3、核DNA）之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。特点●具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入其中；●可在受体细胞中自我复制或整合到染色体DNA上进行同步复制；●具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。其它λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。作用将外源基因送入细胞。模拟制作目的要求详见教材相关内容。材料用具详见教材相关内容。方法步骤1.制作个DNA片段：详见教材相关内容。2.切割：详见教材相关内容。3.拼接：详见教材相关内容。          1.2 基因工程的基本操作程序目的基因的获取从基因

4、文库中获取基因文库概念将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。类型基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）：详见表1-2-1。获取方法根据目的基因的有关信息（例如根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因翻译的产物蛋白质等特性）来获取目的基因。利用PCR含义PCR是聚合酶链式反应的缩写。是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。技术扩增原理是利用DNA双链复制的原理，将基因

5、的核苷酸序列不断地加入复制，使其数量呈指数方式增加。过程①目的基因DNA受热解为单链；②引物与单链相应互补序列结合；③在DNA聚合酶作用下延伸形成新基因；④重复循环多次，基因数目以指数形式扩增。如教材图1-8。用化学方法人工合成适用范围基因比较小，核苷酸序列已知的基因；仪器可用DNA合成仪人工合成。基因表达体的构建（核心）目的使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。组成启动子位置基因的首端作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需蛋白质

6、。目的基因终止子位置基因的尾端作用使转录在所需要的地方停止下来。标记基因作用鉴别、筛选受体细胞中的目的基因。举例抗生素基因构建方法因受体细胞（植物、动物、微生物）不同，目的基因导入受体细胞的方法不同而有所差别。将目的基因导入受体细胞方法植物细胞转化的概念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。农杆菌转化法(常用)农杆菌存在生活在土壤中特点能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物无感染能力。原理植物伤口处细胞分泌的酚类化合物吸引农杆菌移向这些细胞，使其Ti质粒上的T-

7、DNA转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上。方法将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌转化作用进入植物细胞并插入到染色体DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达优点比较经济有效，约80%转基因植物通过这种方法获得。基因枪法和花粉管通道法：详见教材中的【生物技术资料卡】动物细胞显微注射技术：①将含目的基因的表达载体提纯，并使DNA浓度保持在1～3μg/mL；②从雌性动物体内取出卵（可体内或体外受精），进行显微注射；③将注射了目的基因的受精卵移植到雌性动物的输卵管或子宫内，发育成具

8、有新性状的动物。微生物特点繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。方法用Ca2+处理细胞（这种细胞称为感受态细胞），将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。目的基因的检测与鉴定分子检测目的基因是否插入到转基因生物染色体上意义目的基因能否在真核细胞中稳定遗传的关键方法DNA分子杂交技术：①提取转基因生物的基因组DNA；②用放射性同位素标记含目的基因的DNA片段作探针；③与基因