(整理)专题一基因工程.(最新整理)

基因工程绪论1、克隆（clone）：作名词：含有目的基因的重组DNA分子或含有重组分子的无性繁殖。

作动词：基因的分离和重组的过程。

2、基因工程（gene engineering）：体外将目的基因插入病毒、质粒、或其他载体分子中，构成遗传物质的新组合，并使之掺入到原先没有这些基因的宿主细胞内，且能稳定的遗传。

供体、受体和载体是基因工程的三大要素。

3、基因工程诞生的基础三大理论基础：40年代发现了生物的遗传物质是DNA；50年代弄清楚DNA 的双螺旋结构和半保留复制机理；60年代确定遗传信息的遗传方式。

以密码方式每三个核苷酸组成一个密码子代表一个氨基酸。

三大技术基础：限制性内切酶的发现；DNA连接酶的发现；载体的发现3、基因工程的技术路线：切：DNA片段的获得；接：DNA片段与载体的连接；转：外源DNA片段进出受体细胞；选：选择基因；表达：目的基因的表达；基因工程的工具酶1、限制性内切酶（restriction enzymes）：主要是从原核生物中分离纯化出来的，是一类能识别双链DNA分子中某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶。

2、限制酶的命名：属名（斜体）+种名+株系+序数3、II型限制性内切酶识别特定序列并在特定位点切割4、同裂酶：来源不同，其识别位点与切割位点均相同的限制酶。

5、同尾酶：来源不同，识别的靶序列不同，但产生相同的黏性末端的酶形成的新位点不能被原来的酶识别。

6、限制性内切酶的活性：在适当反应条件下，1小时内完全酶解1ug特定的DNA 底物，所需要的限制性内切酶的量为1个酶活力单位。

7、星号活性：改变反应条件，导致限制酶的专一性和酶活力的改变。

8、DNA连接酶的特点：具有双链特异性，不能连接两条单链DNA分子或闭合单链DNA，连接反应是吸能反应，最适反应温度是4至15度，最常用的是T4连接酶。

9、S1核酸酶：特异性降解单链DNA或RNA。

10、RNAH降解与DNA杂交的RNA，用于cDNA文库建立时除去RNA以进行第二链的合成。

专题1 基因工程 1。

5 蛋白质工程的崛起一、选择题1．蛋白质工程的实质是(）A．改造蛋白质B．改造mRNAC．改造基因D．改变氨基酸解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特殊要求，对蛋白质的结构进行分子设计，由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质结构进行设计改造，必须从基因入手。

答案:C2．葡萄糖异构酶（GⅠ)在工业上应用广泛,为提高其热稳定性,科学家对GⅠ基因进行体外定点诱变,以脯氨酸（Prol38)替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达,结果最适反应温度提高10～12 ℃。

这属于生物工程中的（)A．基因工程B．蛋白质工程C．发酵工程D．酶工程解析：酶工程的重点在于对已存在的酶合理充分利用（如：加酶洗衣粉、嫩肉粉等)，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。

通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。

答案:B3．下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计(）A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B．对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列解析：蛋白质工程的重要方面是蛋白质的分子设计,它可以分为三类：一是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换,二是对不同来源的蛋白质进行拼接组装，三是设计制造自然界中全新的蛋白质。

D项中的内容是合成基因，属于基因工程.答案：D4．下列不属于蛋白质工程成果的是(）A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．生产出鼠—人嵌合抗体C．将t。

PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍解析:A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程的成果。

而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果.答案：D5．下列关于蛋白质工程应用的叙述错误的是（）A．蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂解析：蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构来改造基因，进而控制合成或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。

选修三知识点专题一 基因工程一、工具 1、限制酶(1)来源：主要从原核生物中分离纯化而来。

(2)作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(3)结果：产生黏性末端或平末端。

2、DNA 连接酶常用类型 E ·coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌 T 4噬菌体 功能 连接黏性末端连接黏性末端和平末端结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键3 常用载体：质粒 动植物病毒 λ噬菌体衍生物等 质粒⎩⎪⎨⎪⎧化学本质 ：双链环状DNA 分子特点⎩⎪⎨⎪⎧ 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因载体具备的条件条件 适应性稳定并能自我复制 目的基因稳定存在且数量可扩大 有一个至多个限制酶切割位点 可携带多个或多种外源基因 具有特殊的标记基因（如抗生素抗性基因）便于重组DNA 的鉴定和选择 对宿主细胞无害不影响宿主细胞的生活二、基因工程的操作步骤(1)目的基因的获取方法⎩⎪⎨⎪⎧①从基因文库中获取②利用PCR技术扩增③通过化学方法人工合成(2)基因表达载体构建组成⎩⎪⎨⎪⎧①目的基因②标记基因③终止子④启动子(3)将目的基因导入受体细胞方法⎩⎪⎨⎪⎧①植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法②动物：显微注射技术③微生物：感受态细胞法(4)目的基因的检测与鉴定方法比较项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶RNA聚合酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA 分子核糖核苷酸作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键磷酸二酯键作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA分子形成新的DNA分子形成单链DNA分子转录形成RNA专题二细胞工程（Ca2+处理）（目的基因序列未知）（知道其中的一段目的基因）（较小的，目的基因序列已知）一、植物组织培养和动物细胞培养项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培养基类型固体或半固体培养基液体培养基成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果新的组织或植株个体，可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性目的①植株快速繁殖②脱毒植株的培育③人工种子④生产药物、杀虫剂等⑤转基因植物的培育①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育③检测有毒物质④生理、病理、药理学研究相同点①两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件二、植物体细胞杂交与动物细胞融合植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程细胞A、B原生质体A、B融合的原生质体杂种细胞杂种植株细胞A、B杂交细胞多个相同杂交细胞相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能四核移植（课本P48）原理：动物细胞核具有全能性专题三胚胎工程一体内受精和早期胚胎发育1．精子和卵子的发生(1)精子的发生：①场所：睾丸的曲细精管。

基因：基因工程（genetic engineering），也叫基因操作、遗传工程，或重组体DNA技术。

它是根据人们预先设想，采用酶学的方法，将目的基因（所需要的基因）重组到一个适宜的载体上组成重组子，再将重组子转化到适当受体细胞中进行扩增表达，以达到改造生物细胞的目的的技术。

纯化时常用的去除蛋白质的试剂有酚、酚／氯仿、氯仿／异戊醇；乙醇沉淀的方法去除抽提过程完成后的水溶液中痕量的酚、氯仿，浓缩DNA，更换缓冲液。

PCR:PCR反应原理：变性、复性、半保留复制PCR三步曲：变性退火延伸PCR反应体系：模板DNA，反应缓冲体系，dNTPs，引物，DNA polymerase ，ddH2O到第3个循环才有目的片断（指用长DNA作为模板）.进入平台期的原因:反应试剂用完产物之间相互退火Taq酶活性降低优化PCR反应：引物的退火温度.Mg2+ 的浓度.延伸时间.模板和Taq的量TA克隆：Taq扩增PCR产物物末端加个A；可以与末端为T的载体直接连接引物设计和选择目的DNA序列区域时可遵循下列原则：(1) 引物长度约为16-30bp, 太短会降低退火温度影响引物与模板配对,从而使非特异性增高。

太长则比较浪费,且难以合成。

(2) 引物中G+C含量通常为40%-60%,可按下式粗略估计引物的解链温度Tm＝4(G+C)+2(A+T)。

(3) 四种碱基应随机分布,在3'端不存在连续3个G或C,因这样易导致错误引发。

(4) 引物3'端最好与目的序列阅读框架中密码子第一或第二位核苷酸对应, 以减少由于密码子摆动产生的不配对。

(5) 在引物内, 尤其在3'端应不存在二级结构。

(6) 两引物之间尤其在3'端不能互补, 以防出现引物二聚体, 减少产量。

两引物间最好不存在4个连续碱基的同源性或互补性。

(7) 引物5'端对扩增特异性影响不大, 可在引物设计时加上限制酶位点、核糖体结合位点、起始密码子、缺失或插入突变位点以及标记生物素、荧光素、地高辛等. 通常应在5'端限制酶位点外再加1-2个保护碱基。

基因工程知识点总结一、基因工程的概念基因工程，又称基因拼接技术或 DNA 重组技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

简单来说，基因工程就是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。

二、基因工程的工具（一）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）1、来源：主要从原核生物中分离纯化出来。

2、特点：能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，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。

3、作用结果：产生黏性末端或平末端。

（二）“分子缝合针”——DNA 连接酶1、分类：E·coli DNA 连接酶和 T4DNA 连接酶。

2、作用：将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来。

（三）“分子运输车”——载体1、作用：将目的基因送入受体细胞。

2、具备条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。

具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入。

具有标记基因，便于筛选。

3、种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

其中质粒是基因工程中最常用的载体。

三、基因工程的基本操作程序（一）目的基因的获取1、从基因文库中获取基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如 cDNA 文库）。

基因组文库包含了一种生物的全部基因；cDNA 文库只包含了一种生物的部分基因，是由 mRNA 反转录得到的 DNA 组成。

2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。

原理：DNA 双链复制。

条件：模板 DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定 DNA 聚合酶（Taq 酶）等。

3、人工合成如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。

（二）基因表达载体的构建（核心步骤）1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。

可编辑修改精选全文完整版基因工程一、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，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

由于基因工程是在二、基因工程的基本工具1、限制性核酸内切酶-----“分子手术刀”2、DNA连接酶-----“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体-----“分子运输车”1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）存在：主要存在于原核生物中。

（2）特性：特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。

（3）切割部位：磷酸二酯键（4）作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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。

（5）识别序列的特点：（6）切割后末端的种类：DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——黏性末端和平末端。

当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端。

2．“分子缝合针”——DNA 连接酶（1）作用：将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。

（2）类型相同点：都连接磷酸二酯键3．“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA 片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA 的鉴定和选择。

(2)最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制种类 E ·coli DNA 连接酶 T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌 T 4噬菌体 功能特性只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来 缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低能力的双链环状DNA分子。

(3)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。

专题一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，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，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DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链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，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形式：黏性末端和平末端。

黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。

平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端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低。

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。