1.基因工程的誕生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技術(shù)(Ⅱ)。
3.基因工程的應(yīng)用(Ⅱ)。
4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)。
一、基因工程的操作工具
1．基因工程的概念
(1)供體：提供目的基因。
(2)操作環(huán)境：體外。
(3)操作水平：分子水平。
(4)原理：基因重組。
(5)受體：表達目的基因。
(6)本質(zhì)：性狀在受體體內(nèi)的表達。
(7)優(yōu)點：克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改造生物的遺傳性狀。
2．DNA重組技術(shù)的基本工具
(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱：限制酶)
①來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。
②作用：識別特定的核苷酸序列并切開特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。
③結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。
④下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖。EcoRⅠ限制酶識別的堿基序列是GAATTC，切割位點在G和A之間；SmaⅠ限制酶識別的堿基序列是CCCGGG，切割位點在G和C之間；說明限制酶具有專一性。
(2)DNA連接酶
①種類：按來源可分為E·coli DNA連接酶和T4DNA連接酶。
②作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。
③DNA連接酶和限制酶的關(guān)系
(3)載體
①種類：質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等。
②質(zhì)粒的特點：能自我復(fù)制；有一個至多個限制酶切割位點；有特殊的標記基因。
二、基因工程的操作過程與應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程
1．基因工程的操作過程與應(yīng)用
(1)基因工程的操作步驟
①獲取目的基因：a.從基因文庫中獲??；b.利用PCR技術(shù)擴增；c.通過化學(xué)方法人工合成
②基因表達載體的構(gòu)建 —組成：a.目的基因；b.啟動子；c.終止子；d.標記基因
③將目的基因?qū)胧荏w細胞 —方法：a.植物：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法；b.動物：顯微注射技術(shù)；c.微生物：感受態(tài)細胞法
④目的基因的檢測與鑒定：a.利用DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因的有無；b.利用分子雜交技術(shù)檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄；c.利用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測目的基因的翻譯；d.利用個體生物學(xué)水平的鑒定檢測重組性狀的表達
(2)實例分析——抗蟲棉的培育
①圖示：
②分析：從圖中可以看出，目的基因是Bt毒蛋白基因，使用的載體是Ti質(zhì)粒，將目的基因表達載體導(dǎo)入受體細胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，請寫出兩種檢測目的基因是否表達的方法：抗原—抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。
(3)基因工程的應(yīng)用：培育轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物，生產(chǎn)基因工程藥物，進行基因治療。
(4)目的基因?qū)氩煌荏w細胞的過程
生物種類 | 植物 | 動物 | 微生物 |
常用方法 | 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 | 顯微注射技術(shù) | 感受態(tài)細胞法 |
受體細胞 | 體細胞或受精卵 | 受精卵 | 原核細胞 |
轉(zhuǎn)化過程 | 將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細胞→整合到受體細胞染色體的DNA上→表達 | 將含有目的基因的表達載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物 | Ca2＋處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表達載體DNA分子與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子 |
(5)基因治療與基因診斷的不同點
原理 | 操作過程 | 進展 | |
基因 治療 | 基因表達 | 利用正常基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，以表達出正常性狀來治療(疾病) | 臨床 實驗 |
基因診斷 | 堿基互補配對 | 制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合，分析雜交帶情況 | 臨床應(yīng)用 |
2.蛋白質(zhì)工程
(1)流程圖：
寫出流程圖中字母代表的含義：
A．轉(zhuǎn)錄，B.翻譯，C.分子設(shè)計，D.多肽鏈，E.預(yù)期功能。
(2)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)。
(3)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，改良生物性狀。
一輪復(fù)習(xí)內(nèi)容持續(xù)更新中……
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