文档介绍：生物选修 3 专题 1 基因工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。(一)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,并且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:经限制酶切割产生的 DNA 片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? coli DNA 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: E? coliDNA 连接酶来源于 T4 噬菌体,只能将双链 DNA 片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。(2) 与 DNA 聚合酶作用的异同: ?????????????????????? DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。 DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段的末端,形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体(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 DNA 片段插入。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: 噬菌体的衍生物、动植物病毒(二) 基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的获取 1. 目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因。 2. 原核基因采取直接分离获得, 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_ 和化学合成法_。 技术扩增目的基因(1 )原理: DNA 双链复制(2 )过程:第一步:加热至 90 ~ 95 ℃ DNA 解链;第二步:冷却到 55 ~ 60 ℃, 引物结合到互补 DNA 链;第三步:加热至 70 ~ 75 ℃,热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步: 基因表达载体的构建 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。 2. 组成: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 DNA 片段, 位于基因的首端,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 DNA 片段,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:将目的基因导入受体细胞_ 1. 转化的概念: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