基因工程一轮复习(上课用)

⑥过程：
a、在aDN热、A作变高用性温下（，9变0_℃氢_性_-键_9_5℃断裂），：双形成链D_N_单A__模链__板D_N_A___
上以合以成t你括R具mN能几AR有说个为N一出步A运为定基骤载模氨因吗工板基控？具制如蛋何核条照白形内链碱质象以为基的的D模互合 记N板补成住A，配的，它按对一包？
酸顺序的蛋白质的 原则合成mRNA
过程。
的过程。
思考：
5、基因工程是什么？其基本原理是？
6、基因工程的基本工具有？这些工具 分别具有什么作用和特点（特性）？
基因工程专题复习
高考考试说明要求
基因工程的基本原理与技术：
基因工程
工具酶的主要类型、特性及作用 操作步骤
Ⅰ
应用与前景
知识结构
重组DNA技术的发展史 （课本）
思考：
1、什么是基因？其载体是什么？
2、遗传信息指的是？“遗传效应”指 的是？
3、不同生物的基因为什么能拼接？真、 原核细胞的基因结构是怎样的？
4、结果：形成黏性末端（有的也可形成平末端）P270
思考
• 要想获得某个特定性状的基因必须要 用限制酶切几个切口？可产生几个黏 性末端？
要切两个切口，产生四个黏性末端。
• 如果把两种来源不同的DNA用同一种 限制酶来切割，会怎样呢？
会产生相同的黏性末端，然后让两者的 黏性末端黏合起来，就可以合成重组的 DNA分子了。
目的基因 序列未知
利用DNA合成仪
化学方法合成 反转录法
目的基因 • 人工合成
根据已知的氨基 酸序列合成DNA
目的基因 序列已知
聚合酶链式反应扩增（PCR） 目的基因
基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA导入
到适当的宿主细胞中，通过细胞增殖构成各个DNA片段 的克隆，这一组克隆的总体就被称为某种生物的基因文 库。
一、限制性核酸内切酶—— “分子手术刀”
作用——与甲基化酶共同构成细菌的限制修饰 系统，限制外源DNA， 保护自身DNA。
1、来源：微生物
2、种类：数千种
3、作用：特异性 限制性内切酶及其缓冲液
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。
7、以“抗虫棉的培育”或“胰岛素的 生产”为例，能否简述出基因工程的 基本操作步骤？
8、基因工程的应用及成功实例有？
基因工程的概念
（课本）
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程
获 →构 →导 →检
实质
基因重组
结果
获得人类需要的基因产物
二、DNA连接酶——“分子缝合针”
DNA片段怎么连接起来？
DNA双链分子上相邻3’羟基和5’磷酸基团共价结 合，形成3’-5’磷酸二酯键，使原来断开的缺口 重新连接起来。注：连接磷酸二酯键，不是氢键
DNA连接酶 的作用示意图
DNA聚合酶 的作用示意图
DNA连接酶和DNA聚合酶的比较
根据酶的来源不同，分为两类P269
识别转录位点
催化DNA转录为 RNA
能转录 编码区
调控
不能转录 非编码区
转录
mR
翻译
N
A
蛋白质——性状
下游
实例：鸡卵清蛋白mRNA与DNA 杂交实验
鸡卵清蛋白基因的大小和结构如下：
7 500 bp
A L
BC D E
F
G
12 3 4
56
12 3 4 12 3 4
7
① A、B、C、D、E、F、G 的序列不能转录，约占 75.2%(5641bp) ② L、1、2、3、4、5、6、7 的序列能够转录，约占 24.8%(1859bp)
基因组文库：包含该 生物的所有基因。
一般针对原核生物而建立
cDNA文库：包含该 生物的部分基因。
一般针对真核生物部分 基因的编码区而建立
（1）基因文库的构建方法
①基因组文库的构建
供体细胞中的DNA
限制酶 切割
许多DNA片段
用DNA 连接酶 将DNA 片段 与载体 连接
重组DNA分子
导入
受体细胞
增殖
真核细胞的基因结构
非编码区
与RNA聚合酶 1 结合位点
前体mRNA
成熟mRNA
肽链
编码区
234 转录 加工 翻译
非编码区
编码区下游
5
外显子
内含子
不间断、连续的
典型的原核细胞基因结构示意图
ห้องสมุดไป่ตู้间隔、不连续的
典型的真核细胞基因结构示意图
遗传信息的表达（基因控制蛋白质的合成）， 包括转录和翻译。
2、翻译：在核糖体 1、转录：在细胞
三、载体——“分子运输车”
• 外源基因(如胰岛素基因)怎样才能导入受体 细胞(如大肠杆菌)？ 导入过程需要运输工具——载体。
作为载体具备条件？P271
基因表达载体需要哪些 构成？
常见的载体有哪些？ P269 练习：P271命题突破
基因工程流程图
基因工程的基本操作步骤
1、获取目的基因
• 从基因文库中获取目的基因（限制酶切取）
利用PCR技术扩增目的基因：P7课外读
聚合酶链式反应（PCR），在生物体外复制 特定DNA片段的核酸合成技术。可以获得大量 的目的基因。
变性
循环
目的基因 的扩增呈 指数形式 扩增（2n）
退火
延伸
利用PCR技术扩增目的基因
关于PCR技术
① 概念：PCR全称为_聚__合__酶__链__式__反__应__，是一项 在生物_体__外_复制_特__定__D_N_A_片__段_的核酸合成技术
②原理：_D_N_A_复__制____
③前提条件：已__知__基__因__的__核__苷__酸__序__列_、一__对__引__物__、 _四__种__脱__氧__核__苷__酸__、_D_N_A_聚__合__酶___。
④方式：以_指__数__方式扩增，即__2_n_（n为扩增循 环的次数）
⑤结果： 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增
多个克隆
通过对受体菌的培养而储存基因
（1）基因文库的构建方法
②cDNA文库的构建方法
mRNA 逆转录酶
单链DNA
DNA聚合 双链DNA（酶cDNA）
用DNA连接酶 与载体连接
重组体
多个 克隆
含重组体的
导入
受体细胞
受体细胞
增殖（转基因细胞）筛选
DNA合成仪
* 人工合成法获取目的基因
由已知氨基酸序列推测可能的DNA序 列
4、真、原核细胞的基因在进行表达时 有何异同？
你能用简短的语言表述一下以下名词之间 的关系吗?
基因a
基因 DNA 染色体
基因b
基因f
基因c 基因d
基因e
● 基因的遗传效应 是指复制、转录、翻译、调控、突变、重组等功能。
原核细胞的基因结构
不能转录 非编码区
调控
上游
与RNA聚合 酶结合位 点
RNA聚合酶