专题1基因工程

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，赋予生物以，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

上进行设计和施工的，又叫做。

（一）基因工程的原理及技术

基因工程的原理：

基因工程的基本工具：

1.“分子手术刀”——全称：简称:

（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，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末端，即

和。

2.“分子缝合针”——是指

(1)两种DNA连接酶（连接酶和连接酶）的比较：

①相同点：缝合部位都是键。

②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能缝合双链DNA片段互补的之间的磷

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。

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，

形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——运载体

（1）载体需要具备的条件：①②。

③④。（2）最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌之外，并具有能力的 DNA分子。

（3）其它载体：

(二)基因工程的基本操作程序

第一步：

1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。

2.原核基因采取获得，真核基因常用。人工合成目的基因的常用方法有反

转录法_和化学合成法_。

3.PCR技术扩增目的基因（中文全称）

（1）原理：

（2）过程：第一步：加热至90～95℃使第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定的从引物起始互补链的合成，逐步延伸。第二步（核心）：

1.目的：使目的基因在受体细胞中，并且可以，使目的基因能

够。

2.结构组成：＋＋＋

（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，是识别和结合的部位，能驱动基因，最终获得所需的。

（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的。作用是（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中，从而将的细胞筛选出来。常用的标记基因是。

第三步： _

1.转化的概念：是的过程。

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，其次还有和。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是。此方法的受体细胞多是。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，最常用的原核细胞是，其转化方法是：先用处理细胞，使其成为，再将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。

第四步：

1.首先要检测，方法是采用。

2.其次还要检测，方法是采用标记的目的基因作探针与 mRNA

杂交，这种方法叫。

3.最后检测，方法是从转基因生物中提取，用相应

的进行杂交。

4.有时还需进行的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状等。

（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。

3.基因治疗：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。

（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，对现有蛋白质进行，或制造一种，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产的蛋白质，蛋白质工程目前也相对比较困难，原因是蛋白质的高级结构复杂）

专题2 细胞工程

（一）植物细胞工程

1.理论基础（原理）：

全能性表达的难易程度：＞生殖细胞＞干细胞＞；

＞动物细胞

2.植物组织培养技术

（1）过程：离体的―→经过脱分化，得到―→再经过，得到试管苗―→植物体

（2）用途：微型繁殖、、制造人工种子、、细胞产物的工厂化生产等。

单倍体育种：

a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行；得到单倍体植株；对其幼苗时期用进行处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。

b 优点：明显缩短育种年限

（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物

新品种的。

3.植物体细胞杂交技术

（1）过程：

①

②

③

④

⑤

（2）诱导融合的方法：物理法包括等。

化学法一般是用作为诱导剂。

（3）意义：。

（二）动物细胞工程

1. 动物细胞培养

（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关

的，将它分散成，然后放在

适宜的中，让这些细胞。

（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼

龄动物的器官或组织）→剪碎→用

处理分散成→制成→转入培养瓶中进行培养→贴满瓶壁的细胞重新用或处理分散成单个细胞继续培养。

（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就，称为。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面时，细胞就会，这种现象称为。

（4）动物细胞培养需要满足以下条件

①：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的，以防

培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止。

②：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入

等天然成分。

③：适宜温度：哺乳动物多是；pH：。

④：95%空气＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是。