文档介绍：:..选修3专题1基因匸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。1.〃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苜酸序列z并且使每一条链中特定部位的两个核苜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DN***段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。2•〃分子缝合针〃——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(E-coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键。②区别:EcoliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DN***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。⑵与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苜酸加到已有的核苜酸片段的末端形成磷酸二酯键。DNA连接醃是连接两个DN***段的末y<wdSVK・&■科■■(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳走保存。②具有一至多个限制酶切点,供外源DN***段插入。③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、结构简单的、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)其它载体:入噬菌体的衍生物、::编码蛋白质的结构基因。,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一和化学合成法_。(1)PCR的含义:是一项在生物体外复制特定DN***段的核酸合成技术。(2)目的:获取大量的目的基因(3)原理:DNA双链复制(4)过程:第一步:加热至90〜95°CDNA解链为单链;第二步:冷却到55~60°Cz引物与两条单链DNA结合;第三步:加热至70~75工z热稳走DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。n(5)特点:指数(2)形式扩增第二步:基因表达载体的构建(核心)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。: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DN***段,位于基因的首端z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DN***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基因。第三步::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。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,其转化方法是: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:,方法是采用DNA分子杂交(DNA-DNA)技术。2•其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是采用分子杂交(DNA-RNA)技术。,方法是采用抗原F体杂交技术。4•有时还需进行个体生物学水平的鉴走。如生物抗虫或抗病的鉴走等。(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,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。:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。:又称为DNA诊断,是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。(四) 蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的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