第21讲 基因的结构、基因工程简介 人教版

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1、第21讲基因的结构、基因工程简介考试要求1．原核细胞的基因结构。描述原核细胞的基因结构，说出原核细胞的基因结构由编码区和非编码区组成。2．真核细胞的基因结构。描述真核细胞的基因结构；举例说出原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点。3．人类基因组研究。知道人类基因组研究计划。4．基因工程的基本内容。⑴基因操作的工具（限制性内切酶、DNA连接酶、运载体）。举例说出限制性内切酶的作用及特点；识别DNA连接酶所催化的化学键；说出运载体的特点及常用的运载体。⑵基因操作的基本步骤（提取目的基因、目的基因与运载

2、体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达）。辩别基因操作的基本步骤。5．基因工程的成果与发展前景。知道基因工程在医药卫生、环境保护、农牧业及食品工业方面的应用。知识整理一、基因的结构1．原核细胞的基因结构包括编码区和。⑴编码区：基因中能转录相应的，进而指导合成的区段。⑵非编码区：基因中不能转录为，不能编码的区段。非编码区由的上游和编码区下游的组成的；在非编码区上，有调控的核苷酸序列，最重要的是位于编码区上游的位点。2．真核细胞的基因结构包括和非编码区。⑴编码区：包括外显子（能编码的核苷酸序列）

3、和（不能编码蛋白质的序列）；控制不同蛋白质的基因所含的内含子和外显子的数目是。⑵非编码区：有调控作用的核苷酸序列，包括位于编码区上游的位点。3．人类基因组研究⑴人类基因组：是指人体DNA分子所携带的全部。⑵人类单倍体基因组：由条双链DNA分子组成（包括和）。⑶人类基因组计划：人类基因组计划就是分析测定的核苷酸序列，其主要内容就是绘制人类基因组的四张图，即、、和转录图。二、基因工程简介（一）基因工程的概念：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的遗

4、传性状。又叫基因拼接技术或DNA重组技术。（二）基因工程的基本内容1．基因的操作工具⑴基因的剪刀—：主要存在于中，一种限制性内切酶只能识别一种特定的，因此限制性内切酶也具有专一性。⑵基因的针线—：把前一条脱氧核苷酸序列中的脱氧核糖基团与后一条脱氧核苷酸序列中的“缝合”起来需要DNA连接酶。⑶基因的运输工具—：运载体必须具备的条件有：①能够在宿主细胞内并稳定地保存；②具有限制酶切点，以便与外源基因连接；③具有某些，便于进行筛选。运载体有质粒、和等；最常用的运载体是，最常用的质粒是，它常含有基因。2．基因操作

5、的基本步骤⑴提取目的基因：主要有两条途径：①从供体细胞的DNA中直接分离基因，最常用的方法是“”，用这种方法获取目的基因的优点是，缺点是；②人工合成基因。在获取中的目的基因时，一般常采用这种方法。人工合成基因有两条途径：一条是反转录法；另一条是根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出目的基因的，再人工合成。⑵目的基因与运载体结合：用同一种切割和，加入酶，形成重组DNA分子。⑶将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法。⑷目的基因的检测和表达：检测：根据受体细胞是否具有某些，判断目的基因是否导入。

6、表达：受体细胞表现出特定性状。（三）基因工程的成果与发展前景1．基因工程与医药卫生：生产基因工程药品，进行基因诊断、基因治疗。基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的做探针，利用原理，鉴定被检测标本上的，达到检测疾病的目的；基因治疗是把健康的外源导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的；基因工程用于基因治疗时，没有去除缺陷细胞内的致病基因。2．基因工程与农牧业及食品工业3．基因工程与环境保护：可以用于环境监测和环境净化。环境监测方面的应用主要是用检测饮用水中病毒的含量；环境净化方面的应用主要是创造出了

7、能同时分解四种烃类的“”。1．非编码序列位于基因结构的什么部位？答：对于原核细胞基因的结构，非编码序列位于编码区的上游和编码区的下游。而在真核细胞基因结构中，非编码序列不仅位于编码区的上游和下游，而且在编码区的外显子之间也有不能编码蛋白质的序列。2．怎样计算真核细胞的基因结构中，编码序列中的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例？答：编码序列的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例实际上就是外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例，计算方法为外显子中的碱基对数÷整个基因中的碱基对数。例如：人的一种凝血因子的基因

8、，在它的186000个碱基对中，有26个外显子和25个内含子，能够编码2552个氨基酸，则人的凝血因子的基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例为多少？解析先求出外显子的碱基对数，因26个外显子共能控制合成由2552个氨基酸组成的蛋白质，因此外显子的碱基对为2552×3=7656对；人的凝血因子的基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例为7656÷186000=4.12%。名师点拨例1（2003年上海卷）“人类