细胞质遗传和基因工程

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1、细胞质遗传和基因工程生物的遗传变异和进化XIBAOZHIYICHUANHEJIYINGONGCHENG真核生物性状遗传方式细胞质遗传概念：由细胞质内遗传物质控制性状的遗传实例：紫茉莉质体的遗传（花色是核遗传）质体认识杂交结果分析藏报春、玉米、棉花等叶绿体遗传，水稻、高粱等雄性不育的遗传遗传特点及原因：母系遗传（原因读教材）后代没有一定的性状分离比细胞质遗传物质的载体：线粒体、质体细胞核遗传概念：由细胞核内遗传物质控制性状的遗传类型（以人类的遗传病为例）：单基因遗传病:伴X显性、伴X隐性、伴Y常染色体显性和隐性遗传多

2、基因遗传病细胞核遗传特点：遵循一定的遗传规律（基因分离定律、自由组合定律、联锁与互换定律真核生物性状遗传方式基因工程的概念基因工程原理：基因重组特别讲解操作水平：分子水平（与细胞工程不同）操作环境：生物体外变异方向：定向变异基因操作的工具基因工程基因的剪刀—DNA限制性内切酶作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。细菌将自身的DNA甲基化修饰，防止了被自身核酸内切酶降解。噬菌体DNA没有这些保护性的甲基化基团，所以容易被降解。来源：微生物（主要

3、原核生物）细菌容易被噬菌体感染，许多细菌用切割外来DNA的方法进行自我保护，如切割感染性噬菌体的DNA。这些细菌产生一种能切割DNA的核酸内切酶，一旦发现外来DNA便将其切割，因此它们有效地限制了噬菌体对细菌的感染。切割DNA分子示意图限制酶有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。通常用的是II型限制性核酸内切酶，其识别的DNA序列是旋转对称序列，并在特定切点将磷酸二酯键断开：基因工程基因工程基因的针线—DNA连接酶修复双链DNA上缺口处的磷酸二酯键特别说明：在基因工程中，用于核酸操作的酶还有DNA聚合酶、核酸酶和核酸修饰酶等基因工程

4、基因的运输工具—运载体运载体应具备的条件：为何需要运载体？1.能在宿主细胞中复制和稳定的保存2.具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接3.具有某些标记基因，便于进行筛选A.具有与特定受体细胞相适应的复制位点B.具有针对受体细胞的亲缘性或亲和性基因工程运载体的种类：质粒、噬菌体、动植物病毒等，质粒是基因工程中最常用的运载体，如大肠杆菌的质粒、土壤农杆菌的质粒。成分：染色体或拟核外小型环状DNA分子来源：许多细菌和酵母菌构建：天然存在的野生型质粒一般不能满足要求，因此往往需要以多种野生型质粒为基础进行人工构建，使目的基

5、因在受体细胞中更容易复制或表达（拷贝质粒或表达质粒）质粒的相关知识基因工程基因操作的基本步骤切---提取目的基因接---目的基因与运载体结合转---将目的基因导入受体细胞检---目的基因的检测与表达基因工程1.提取目的基因⑴从供体细胞的DNA中直接分离基因（常用鸟枪法）思考运用已学的知识用什么方法可检测出含目的基因的细胞可用探针杂交，获得含目的基因细胞方法基因工程鸟枪法的优缺点（读教材）⑵人工合成目的基因①反转录法②人工化学合成法（读书）人工合成基因的特点：①为结构基因（编码区）②基因中不含有不表达的序列（内含子）

6、基因工程2.目的基因与运载体结合（表达载体构建）⑴目的：使目的基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。⑵结合（重组）过程：思考这样得到的重组DNA分子中的目的基因在受体细胞中容易表达吗不容易表达①多数目的基因片段仅仅是编码区，没有调控表达的序列（非编码区），非编码区的启动子和终止子是基因表达必不可少的结构②即便是通过鸟枪法得到的结构完整基因，但也因该基因启动子等与受体细胞的不亲和性导致不容易表达，只有使用受体生物自身基因的启动子才能比较有利于基因的表达基因工程⑶基因表达载体

7、（容易表达目的基因的重组质粒）的组成与构建二者都是有标记基因和复制原点两部分的DNA分子。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构载体与表达载体的区别特别说明：在基因工程中，由于受体细胞的不同，表达载体的构建也存在一定的差异基因工程3.将目的基因导入受体细胞⑴受体细胞种类：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等⑵将目的基因导入受体细胞的原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径⑶导入受体细胞的具体方法举例增大细胞壁的通透性基因工程4.目的基因的检测与表达ABCD我们需要的是“D”类受体细胞

8、，怎样检测基因工程⑴分子水平的检测①检测目的基因是否插入了转基因生物染色体DNA上，这是目的基因能否在真核生物稳定遗传的关键。若在细胞质中，能否稳定遗传？方法：DNA分子杂交技术，若显示出杂交带，则表明目的基因插入染色体DNA中基因工程⑵个体水平鉴定②检测目的基因是否转录出了mRNA，这是检测目的基因是否发挥作用的第一步方法：DNA--RNA分子杂交，若显示