15届高三 基因工程一轮复习

运载体 (3)“分子运输车”——__________
使用运载体有两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去； 二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制（称为克隆）。
①运载体具备的条件
a.能在受体细胞中复制并稳定保存。 b.具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 c.具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
2.基因治疗
(1)原理： 把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的 目的。病人细胞中既有缺陷基因，也有正常基因。 (2)方法： ①体外基因治疗：
先从病人体内获得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成
基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患 者体内，这种方法叫做体外基因治疗。
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 __________ 两个DNA片段 的末 酯键（DNA 复制时 ）。 DNA连接酶是连接__________
端，形成磷酸二酯键（基因工程中）。
（3）另外还介绍几种酶 ①解旋酶：在DNA复制或转录时破坏DNA碱基对间的 氢键，从而将双螺旋打开。 ②DNA水解酶：催化DNA水解。 ③RNA聚合酶：在转录时将单个的核糖核苷酸连接 成RNA单链。
一般来说，天然运载体往往不能满足上述要求，因此必须 根据不同的目的和需要，对运载体进行人工改造。现在使 用的质粒运载体几乎都是经过改造的。
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序包括：目的基因的获取、基因表 达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞及目的基因的
表达与检测等四个步骤。
1.目的基因的获取 编码蛋白质的基因 (1)目的基因：__________ 。 直接分离 获 得 ， 真 核 基 因 通 过 (2) 原 核 基 因 采 取 __________ 人工合成 获 得 。 人 工 合 成 目 的 基 因 的 常 用 方 法 有 __________
②体内基因治疗：
直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。 举例：基因治疗的过程（以镰刀型细胞贫血症的治疗为例）
举例：基因治疗的过程（以镰刀型细胞贫血症的治疗为例）
步骤 过程
用限制性核酸内切酶从人的 DNA分子中切取血 获取正常的血红蛋白 (3)PCR技术与 (3)PCR技术与 基因 红蛋白基因 DNA DNA 用同一种限制性核酸内切酶在运载体 DNA上切 (3)PCR技术与 (3)PCR 技术与 形成重组 DNA 开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基 DNA 因连接在运载体DNA上，形成重组运载体 DNA
化学合成法 。 反转录法 和__________ __________
(3)PCR技术扩增目的基因 半保留复制 ①原理：DNA __________ 。 ②过程 DNA解链 ； 第一步：加热至90～95 ℃__________ 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。
相同点
(3)PCR技术与 都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传 DNA 信息表达的核苷酸序列；编码区上游都有与 RNA聚合酶结合的位点
人工合成方法合成目的基因
所以，将真核基因导入原核基因一般用
。
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。 3.基因治疗：
(3)PCR技术与 在短时间内形成 (3)PCR技术与 形成整个 DNA分子 DNA 大量的 DNA DNA片段
2.基因表达运载体的构建 稳定存在 (1)目的：使目的基因在受体细胞中__________，并且可以 遗传至下一代 表达和发挥作用 __________，使目的基因能够__________ 。 目的基因 ＋__________ 启动子 终止子 ＋ (2)组成：__________ ＋__________ __________ 标记基因
DNA 在高温下变 (3)PCR 技术与 性解旋 DNA
(3)PCR技术与 体外复制 DNA (3)PCR技术与 热稳定的 DNA聚 DNA(Taq酶) 合酶
(3)PCR技术与 解旋酶催化 DNA
场所
酶 结果
主要在细胞核内
(3)PCR技术与 DNA 细胞内含有的 DNA 聚合酶
(3)PCR技术与 DNA
(3)PCR技术与DNA复制的比较
PCR技术 DNA复制
相 原理 同 原料 点 条件
(3)PCR 技术与( DNA 复制的比较 ) DNA 双链复制 碱基互补配对 (3)PCR技术与DNA复制的比较 四种游离的脱氧核苷酸
模板、 、酶等 (3)PCRATP 技术与 DNA复制的比较
解旋 方式
不 同 点
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。
一、基因诊断与基因治疗
1.基因诊断 (1)原理：DNA分子杂交 (2)过程： 制备用放射性同位素（如32P、荧光分子等标记的 DNA（患者DNA）分子作探针；将待测DNA制成单链 ；让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，则 说明患有此病，否则不患此病。
(3)重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达运载体的受体细 标记基因 是否表达。 胞的依据是__________ 4.目的基因的检测与鉴定 (1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的 基因，方法是采用 DNA分子杂交技术 ________________________________________ 。 (2)其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交 用_____________________________________ 。 (3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因 抗原－抗体杂交 生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行_________ 。
(3)PCR 技术与 重组DNA 的转化与 DNA 筛选
将携带正常血红蛋白基因的重组运载体导入患 (3)PCR技术与 者的造血干细胞中，并将重组运载体插入到染 DNA 色体。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血 干细胞
将含正常血红蛋白基 将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患 (3)PCR技术与 (3)PCR技术与 因的造血干细胞回输 者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白 DNA DNA 给患者骨髓 的红细胞，以根治镰刀型细胞贫血症
的、结构简单 细菌 自我复制能力 的 的、独立于__________ 核区DNA之外，并具有__________ 环状 双链__________DNA 分子。 噬菌体 动植物病毒 。 ③其他运载体：__________ 、__________
2.基因工程的基本工具 限制性核酸内切酶（限制酶） (1)“分子手术刀”—— __________ ①来源：主要是从__________ 原核生物 中分离纯化出来的。 特定 ②功能：能够识别双链DNA分子的某种__________ 的核 特定 苷酸序列，并且使每一条链中__________ 部位的两个核 苷酸之间的磷酸二酯键 __________断开，因此具有__________ 性。 专一 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 。
概念分析 基因工程的别名 操作环境
基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 人类需要的新的生物 类型或生物产品
操作对象 操作水平
基本过程 结果
基因工程诞生的理论基础分析： 1．基因拼接的理论基础 双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
2．外源基因在受体内表达的理论基础 (1)基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。 (2)遗传信息的表达系统相同（转录和翻译机制相同）。 (3)生物界共用一套遗传密码。
结果：健康的基因表达掩盖了缺陷基因的表达。
说明 ：
对于遗传病的治疗，最根本的方法是进行基因替换或修复。基 因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每
个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不
可能人人都在受精卵时期进行基因检查。其次是对患者进行相 关细胞的基因替换，如对于遗传性糖尿病患者，只对胰岛B细
因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因 抗生素抗性基因 是__________ 。
3.将目的基因导入受体细胞 (1)转化：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。 生物种类 常用方法 植物细胞 农杆菌转化法 动物细胞 显微注射技术 微生物细胞 Ca2＋处理法
新的蛋白质 改造 现有蛋白质进行__________ ，或制造一种__________
，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则 自然界已存在 的蛋白质） 上只能生产_______________
二、基因工程和蛋白质工程的比较
项目
操作环境 操作对象 操作水平
基因工程
(3)PCR 技术与 生物体外 DNA (3)PCR 技术与 基因 DNA (3)PCR 技术与 DNA分子水平 DNA
个体生物学水平 的鉴定。如转基因抗虫植 (4)有时还需进行______________
物是否出现抗虫性状。
补充：原核细胞与真核细胞的基因结构的比较 原核细胞的基因 不同点
(3)PCR技术与 DNA 编码区连续；结构简单
真核细胞的基因
(3)PCR技术与 编码区有间隔，不连 DNA 续；结构复杂（有内 含子与外显子之分）
蛋白质工程
基因工程
考点一 DNA重组技术的基本工具
1.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，创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产