基因工程知识点狂背

1、一物伍遗M套一生单传法一制传的心用一控遗息中共码基的信循界密因状传遵物传墓性遗都生遗复重组DNA:制载体+目的基因转录RNA蛋白质（性状）基础基因拼接2013高考备考知识点狂背专题1基因工程与转基因的安全性一、基因工程的概念及工具基因工程的概念理解（1）操作环境：体外一关键步骤“基因表达载体的构建”的环境。优点：与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。操作水平：分子水平。（4）原理：基因重组。本质：甲（供体：提供目的基因）昱乙（受体：表达目的基因），即基因未变,合成蛋白质未变，只是合成场所的转移。基因工程的基本原理和理论基础概括如下图夕卜源基因在受体细

2、胞内的表达nAI提醒若题目强调“目的基因”的表达过程，则只包括“转录和翻译”两个过程,不包括目的基因的复制。操作工具（1）、限制性核酸内切酶（限制酶）一“分子手术刀”来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。化学本质：蛋白质。催化作用，所以可重复利用妙囲I可用于目的基因的切割和载体的切割(注意：在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。)作用位点：切割的是化学键为磷酸二酯键。作用特点：特异

3、性，即限制酶可识别特定的脱氧核昔酸序列，切割特定位点。丄宀，J错位切：产生两个相同的黏性末端切割方式贏形成平末端(2)DNA连接W“分子缝合针”常用类型EcoliDNA连接酶TDNA连接酶4来源大肠杆菌T噬菌体4功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端结果恢复被限制酶切开的两个核昔酸之间的磷酸二酯键注意：DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个脱氧核昔酸之间形成磷酸二酯键是否需要模板不需要需要连接DNA链双链单链作用过程在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核昔酸加到已存在的核酸片段的計端的轻基上，形成磷酸二酯键作用结果将两个DNA片段连接成重组DNA分子合成

4、新的DNA分子(3)基因进入受体细胞的载体一“分子运输车”型：最常用的载体是：质粒(一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，具有自我复制能力的双链环状DNA分子);其他载体有：噬菌体的衍生物和动植物病毒。功能：将目的基因导入受体细胞；并利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量增殖。应具备条件能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b有一个至多个限制酶的切割位点，以便于与外源基因连接；c有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。注意一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基

5、因、发光基因等。作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。二、基因工程的操作步骤目的基因的获取途径从自然界已有的物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。提醒cDNA文库只含某种生物的部分基因，相当于地方图

6、书馆；基因组文库含该种生物的全部基因，相当于国家图书馆。人工合成目的基因：常用的方法有化学合成法和反转录法。化学合成法：蛋白质竝氨基酸序列JHLrna碱基序列辄DNA碱基序列一用4种脱氧核昔酸人工合成目的基因反转录法：分离出供体细胞mRNA逆转丞酶单链DNADN堡食酶合成目的基因卑PCR扩增技杏与DNA复制的比较DNA复制1PCR技术相同点原理DNA复制（碱基互补配对）原料四种游离的脱氧核昔酸条方式件模板、ATP、酶、原料、弓|物不同点解旋DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制（PCR扩增仪）主要在细胞核内酶热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的DNA聚合酶结果在短时间内形成大量的

7、DNA片段形成整个DNA分子2、基因表达载体的构建最核心步骤基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。基因表达载体模式图提醒a.与载体相比较，增加启动子、目的基因和终止子三个基因片段，其功能各不相同。b.启动子（DNA片段）工起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）工终止密码子（RNA）。基因表达载体的构建方法载体（质粒）DNA分子（含H的基因）-同一种限制酶切割1r1f带有黏性带有相同黏性末末端切口端的目的基因片段ItIDNA连接酶重组DNA（环状重组质粒）提醒该过程把三种工具（两种工具酶、一种载体）全用上了，是最核心、最关键的一步，在体外进行。3、将目的基因导入受体细胞

8、（唯一不涉及到碱基互补配对的操作步骤）细胞类型常用方法受体细胞转化过程植物细胞农杆菌转化法体细胞将目的基因插入Ti质粒的TDNA上一转入农杆菌一导入植物细胞一整合到受体细胞的染色体DNA上动物细胞显微注射技术受精卵将含有目的基因的表达载体提纯取卵获得受精卵一显微注射一早期胚胎培养一胚胎移植一发育成为具有新性状的动物微生物细胞C&2+处理增大细胸壁通透性原核细胞或酵母菌用CEL2+处理细胞一感受态细胞一重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合一感受态细胞吸收提醒将微生物作为受体细胞主要原因是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快,获得目的基因产物多。植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。目的基因是否插入检

9、测分子杂交4、目的基因的检测和鉴定分子杂交是否出现|亠|三、基闵土甬蘇用百车驰鋤IihrnaI翻译a|蛋白质个体转基因生物的安全性-4反方：反对“实质性等同”、担心出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变等。正方：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据说明转基因食物有问题、支持“实质性等同”等。（2）转基因生物与生物安全对生物多样性的影响反方：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵的外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”等。正方：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限等。（3）转基因生物与环境安全对生态系统稳定性的影响反方：打破自然物种

10、原有界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体等。正方：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境等。特别提醒转基因生物存在安全性的原因：（1）目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。（2）目的基因往往是异种生物的基因。（3）外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。基因工程的应用抗虫棉的培育目的基因：Bt毒蛋白基因（来自苏云金芽抱杆菌）。原理：抗虫Bt毒蛋白水解成多肽与虫肠上皮细胞结合，形成穿孔，细胞肿胀裂解致死；两种抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；植物凝集素为糖蛋白,与虫肠黏膜结合，影响营养物质的吸收和利用。（注：毒性来自阮毒蛋白

11、水解后的多肽。）受体细胞*受精卵一正常发育、体细胞一组织培养方法：花粉管通道法（也可用农杆菌转化法或基因枪法）。注意：乩抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等；培育抗虫作物的优点：减少环境污染、降低生产成本；不同抗虫基因作用机理不同；（2）动物反应器外源基因：药用蛋白基因。表达条件：药用蛋白基因+乳腺蛋白基因（膀胱内表达相应基因）+启动子。受体生物一、羊等。方法：显微注射法。注：分为乳腺反应器和膀胱反应器，前者受性别（只能是雌性）和年龄（哺乳期）限制，优点可以不用提取服用；后者提取后服用，但不受性别和年龄的限制。基因检测和基因治疗的比较基因检测制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种

12、疾病；制作探针一要求：标记同位素或荧光；单链；序列与待测基因相同临床应用阶段基因治疗把健康的外源基因导入眉基因缺陷的细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法仅处于实验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的开展，所以该技术并未在临床开展误区警示基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，在临床上未开展、未实现这方面的治疗。DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，即将双链DNA分子打开。原核生物基因（如抗虫基因）可作为真核生物（棉花）的目的基因。四、蛋白质工程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与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。注意：对蛋白质工程的概念应从以下几个方面理解：（1）蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；（2）蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；（3）蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质。蛋白质工程的过程和实例蛋白质工程的过程：其基本途径是从预期的蛋白质功能出发-设计预期的蛋白质结构一推测应有的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核昔酸序列（基因）o其流程图如下：分子中心法则(2)蛋白质工程的实例：通过蛋白质工程改造的干扰素可在一7