文档介绍：---------------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________生物选修3第一章基因工程一、工具酶的发现和基因工程的诞生1、基因工程的概念:基因工程诞生的理论基础:DNA是遗传物质的发现过程、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定。2、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: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苷酸序列,并能切割(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结果:能将DNA分子切割成许多不同的片段。备注:不同DNA分子用同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端都相同;同一个DNA分子用不同限制性核酸内切酶切割,产生的黏性末端一般不相同。(2)“分子缝合针”——DNA连接酶①作用:将具有末端碱基互补的2个DN***段连接在一起(缝合磷酸二酯键)形成的DNA分子称为重组DNA分子。因此,DNA连接酶具有缝合DN***段的作用,可以将外源基因和载体DNA连接在一起。(3)“分子运输车”——载体——质粒①载体具备的条件:1)能在受体细胞中复制并稳定保存。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——质粒:质粒在细菌中以独立于拟核之外的方式存在,是一种特殊的遗传物质,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。③其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒二、基因工程的原理和技术2:目的基因的获得:即获得我们所需要的基因,如人的胰岛素基因。(1)目的基因:是指能编码蛋白质的结构基因。(2)获得目的基因的两种方法:①目的基因的序列已知:用化学方法合成目的基因或用聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因②目的基因的序列未知:建立一个包括目的基因在内的基因文库,3、形成重组DNA分子:就是将目的基因与载体DNA连接在一起。通常是用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA(如质粒),就会在目的基因和载体DNA的两端形成相同的黏性末端,然后用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起,形成重组DNA分子。4、将重组DNA分子导入受体细胞用适当的方法将形成的重组DNA分子转移到合适的受体细胞中。常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。如用质粒作载体,宿主细胞应选择大肠杆菌,用***化钙处理大肠杆菌,增加大肠杆菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞。5、筛选含有目的基因的受体细胞:并不是所有细胞都接纳了重组DNA分子,因此需要筛选含有目的基因的受体细胞。采用选择性培养基筛选。6、目的基因的表达:目的基因在宿主细胞中表达,能产生人们需要的功能物质。第二章克隆技术一、什么是克隆1、繁殖的方式:(1)有性繁殖:经过异性生殖细胞的结合,产生合子,再由合子发育成下一代个体的繁殖方式。(2)无性繁殖:不经过异性生殖细胞的结合,直接由母体产生下一代个体的繁殖方式。无限繁殖产生的个体保持了亲本的遗传性状,一次产生后代的数量可以很大,可以迅速扩大其种群的数量。3、克隆技术:是指才众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术。在分子水平上,基因克隆是指某种目的基因的复制、分离的过程;在细胞水平上,细胞克隆技术在利用杂交瘤制备单克隆抗体的技术中得到应用;在个体水平上,克隆技术就是一种通过单个细胞,特别是来自特定活体的单个体细胞进行无性繁殖从而产生新个体的过程或技术。基因克隆和细胞克隆是现代生物技术中的关键技术。从理论上说,由于细胞核具有基因组合全套遗传信息,生物的体细胞有潜力直接发育成胚胎和形成与核供体完全相同的个体克隆。二、植物的克隆:1、细胞全能性(1)植物细胞全能性:指植物体的每个活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能。(2)植物细胞全能性的体现:全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞①植物细胞全能性表达能力强:实践表明,植物体的几乎所有组织(如根、茎、叶、花药、子房及幼胚等组织)的细胞,通过诱导都可再生新植株。即植物体的每个活细胞,即使是已经高度成熟和分化的细胞,都保持了恢复到分生状态的能力,都具有遗传上的全能性。所以植物的组织培养比动物更方便。②不同植物或同种植物不同基因型个体的细胞全能性有差异:由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异,细胞全能性的表达程度大不相同。如拟南芥、烟草和番茄等能在多个世代中保持细胞全能性的表达;而小麦、要么和水稻等在多次继代培养后会丧失细胞全能性的表达能力。③长期培