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专题一基因工程

1. 1 DNA 重组技术的基本工具

一、基因工程的基本概念

三、DNA 连接酶——“分子缝合针”

1. 概念：基因工程是指按照人们的愿望，进 1. 作用实质：将双链DNA 片段“缝合”行严格的设计，并通过_____________ 和

起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之

___________ 等技术，赋予生物以新的间的________ 。

__________ ，从而创造出更符合人们需要的 2. 作用前提：两个DNA 分子必须含有

新的__________ 和___________ 。由于基因_________ 。

工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工 3. 种类

的，因此又叫做_________________ 。(1) E·coli DNA 连接酶

2. 基本原理：______________ ①来源：___________

②功能：只能连接___________

3. 理论基础

(1) 不同生物的基因可以拼接的结构基础—(2) T 4DNA 连接酶

—细胞生物的遗传物质都是_______ ，都是①来源：____________

以_____________ 为基本单位构成的双链大②功能：既可以连接___________ ，又可以分子。

连接_________ ，但连接_________ 时效率(2) 目的基因转入后可以表达的基础——所

比较低。

有生物共用一套__________ 。【拓展】比较DNA 连接酶与DNA 聚合酶(3) 生物遗传信息的表达都遵循_________ 。DNA 连接酶DNA 聚合酶

作用都是催化两个核苷酸之间形成 4. 优点

(2) 克服________________ 的障碍。

连接

____ 链____ 链

DNA 链

二、限制性核酸内切酶——分子手术刀

在两个DNA 将_________ 加

作用片段之间形到已存在的核苷1. 简称：__________ 。

2. 来源：主要是从__________ 中分离纯化而来。

3. 功能特点：特异性，即识别双链DNA 分子某种特定__________ ，并且使每一条链中的两个核苷酸之间的

____________ 过程

作用

结果

成

__________

将两个DNA

片段连接成

__________

酸链上，形成

____________

合成

___________

_________ 断开。

四、基因进入受体细胞的载体——“分子运

4. 酶切结果：_______ 末端和_______ 末端。

输车”

画出EcoR Ⅰ酶切后的结果：

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1. 基因工程中最常用的载体——_______ ↓(1) 来源：________ 等微生物

GAATTC CTTAAG

↑

(2) 结构：裸露的、结构简单、独立于

___________ 之外，并具有____________

的___________ 分子。

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2.基因的载体必须具备的条件(5) _______ 适合，以便提取和在体外进行操(1) 有______________ 个限制酶切割位点，

作。

供外源DNA 片段（基因）插入其中。 3. 载体的种类：除质粒外，还有

(2) 能在宿主细胞内_________ ，或整合到染____________ 、__________________ 等。

色体DNA 上，随染色体DNA 进行________ 。 4. 在进行基因工程操作中，真正被用作载体

(3) 有特殊的___________ ，如四环素抗性

的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过

基因等，供重组DNA 的鉴定和选择。_________ 的。

(4) 必须是______ 的，不会对受体细胞有害。

4. 2 基因工程的基本操作程序

________________ 一、基因工程的基本操作程序

5. _____________ 的获取。 b. 复性（退火）：冷却到55-60 ℃，_______

6. _____________ 的构建。与____________ 结合

7.将目的基因_____________ 。 c. 延伸：加热到70-75 ℃，在热稳定的

8.目的基因的_____________ 。____________(Taq 酶)的作用下进行延伸

⑥结果：目的基因以____ 的方式成指数形式

二、目的基因的获取扩增。

2.目的基因主要是_________ 的结构基因。(3) 人工合成法：如果基因比较___ ，且2．获取目的基因的方法________ ，可以通过___________ 用化学方(1) 从基因文库中获取目的基因

法直接人工合成。

①基因文库概念：将含有某种生物不同基因【拓展】PCR 技术和DNA 复制的比较的许多__________ ，导入_______ 的群体中PCR 技术DNA 复制储存，各个_______ 分别含有这种生物的不原理__________________

相

同

原料__________________

同的基因，称为基因文库。

点条件_____ 、_____ 、_____

②基因文库分类：可分为______ 文库和

解旋_____ 解旋_______ 催化________ 文库(如cDNA 文库)。

(2) 利用PCR 技术扩增目的基因

①PCR 技术是_____________ 的缩写。PCR 是一项在生物体外_____________ 的核酸合成技术。不

同

点

场所_____ 复制________

酶

热稳定的

DNA 聚合酶

细胞内含有的

DNA 聚合酶结果

在短时间内形

成_________

形成

__________

②PCR 技术的原理：DNA 的_________ 。

③PCR 扩增的前提：要有一段已知目的基

三、基因表达载体的构建

因的_______ ，以便根据这一序列合成引物。

基因表达载体的构建是实施基因工程的第

④PCR 扩增的条件：_____ 、_____( 目的二步，也是基因工程的_______

基因) ，原料——_______________( 即

1. 基因表达载体构建目的：使目的基因在受dCTP 、dATP 、dGTP 、dTTP) ，耐高温的体细胞中__________ ，并且可以_______ 给__________ 酶(Taq 酶)。

下一代，同时，使目的基因能够__________ 。⑤PCR 扩增的过程

3.基因表达载体的组成：除了目的基因外， a. 变性：加热到90-95 ℃，DNA 受热变性后

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还必须有_______ 、_______ 以及分泌大量的___________ ，吸引农杆菌移向

__________ 等。这些细胞，这时农杆菌中的________ 上的(1) 启动子：位于目的基因的_______ ，是一________( 可转移的DNA) 可转移到受体细

段有特殊结构的DNA 序列，是胞染色体的DNA 上。

_____________ 识别和结合的部位，有了它②转化过程：将_________ 插入到

才能驱动基因转录出mRNA ，最终获得所需___________ 上，通过农杆菌的转化作用，

的蛋白质，即转录开始的部位。可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入

(2) 终止子：位于目的基因的______ ，也是到植物细胞中染色体的DNA ，使目的基因的

一段有特殊结构的DNA 序列，使转录在所需遗传特性得以_________________ 。

的地方停止下来，即转录停止的部位。

(3) 标记基因：用于鉴别受体细胞中是否

________ ，从而将含有目的基因的细胞

_______ 出来，常为_____________ ，如氨

苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因。

2. 将目的基因导入动物细胞

(1) 常用受体细胞：__________ 。

(2) 常用方法：______________ 。

(3) 基本操作程序：_____ 含有目的基因的表

达载体→______( 受精卵)→__________ →

胚胎移植→新性状动物

3．表达载体构建过程中，获取目的基因与

切割质粒时一般用_______ 限制性核酸内切 3. 将目的基因导入微生物细胞

酶，目的是产生相同的___________ ，以便(1) 常用受体细胞：________ 细胞，其中

于连接。________ 最为广泛。

(2) 原核生物的特点：①________ ；②多

四、将目的基因导入受体细胞

为单细胞；③遗传物质相对______

______ 的概念：目的基因进入受体细胞内，(3) 转化方法：_____________ 法。

并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，(4) 转化过程

称为_______ 。①用_________ 处理受体细胞（如大肠杆

菌），使细胞处于一种能吸收周围环境中

5.将目的基因导入植物细胞DNA 分子的生理状态，这种细胞称为

(1) 常用受体细胞：植物的________ 或____________ 。

________ 。②将重组表达载体DNA 分子溶于_______

中与________ 混合，在一定_____ 下促进

(2) 方法：____________ 法、_________

法、_________ 法，其中，___________ 法__________ 吸收DNA 分子，完成转化过程。

是导入植物细胞最常用的方法。

①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植

物。当植物体受到伤害是，伤口处的细胞会

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五、目的基因的检测与鉴定

目的基因导入受体细胞是否可以______________ ，只有通过检测与鉴定才能知道，这是基因工程的第四步，也是检查基因工程是否成功的一步。

类型步骤检测内容方法结果显示

____ 检测第一步

第二步

检测转基因生物的染

色体上是否插入了目

的基因

检测目的基因是否转

录

_________________

(DNA 探针＋转基因生物DNA )

__________________

(DNA 探针＋转基因生物mRNA )

是否

___________

是否

___________ 第三步

检测目的基因是否翻

译成蛋白质___________________

是否

___________

____ 水平的检

包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否具有抗性的及抗性程度；基因工程测产品需要与天然产品的功能进行活性比较等

1. 3 基因工程的应用

一、植物基因工程硕果累累_____________ 或设法除去___________ ，植物基因工程技术主要用于提高农作物的

再结合__________ ，培育出没有

____________( 如抗除草剂、抗虫、抗病、_________________ 的转基因克隆动物器

抗干旱和抗盐碱等)，以及改良农作物的

官。

______ 和利用植物生产_______ 等方面。

三、基因工程在医学、药学上的应用

二、动物基因工程前景广阔1．基因工程药物：利用“工程菌”生产基因

动物基因工程主要应用于动物品种______ 、工程药品包括__________ 、______ 、建立________ 、器官移植等多方面。______ 、______ 、______ 等。

(1) 用于提高动物生长速度：将

工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得

_______________ 导入动物体内，以提高动

到高效率表达的菌类细胞株系一般称为“工

物生长速率。程菌”。

(2) 用于改良畜产品的品质。2．基因治疗：是把_________ 导入病人体内，

(3) 用转基因动物生产药物：将药用蛋白基因使该基因的________ 发挥功能，从而达到治与____________ 的启动子等调控组件重组

疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的

在一起，通过__________ 等方法，导入哺乳手段,包括___________ 和____________ 。

动物的_______ 中，然后，将受精卵送入母

体内，使其生长发育成________ 。转基因动补1：用于基因治疗的基因有三种类型：

物进人泌乳期后，可以通过分泌的______ 来①_______________________________;

生产所需要的药品，称为乳腺(房)生物反应②_______________________________;

器。

③_______________________________.

(4) 用转基因动物作器官移植的供体：将器官补2：基因诊断。

供体基因组导入某种调节因子，抑制

原理：_____________; 工具___________

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3. 4 蛋白质工程

6.实质：根据的关系，通过，对现有蛋白质进行改造或创造自然界不存在的蛋白质。

7.基本原理：预期→设计→推测→找到→合成

8.蛋白质工程与基因工程区别

蛋白质工程基因工程

实通过，以定向改造定向改造生物的遗传特性，以获得符合人质或生产人来需要的蛋白质，甚至是自类需要的生物类型会生物产品

然界不存在的蛋白质

结果可以合成自然界的蛋白质只能生产自然界的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的工程

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