专题一基因工程知识点汇总.DOC

1、1专题一 基因工程知识点汇总 11 DNA 重组技术的基本工具一、基因工程的原理：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外和 ，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。由于基因工程是在 水平上进行设计和施工的，因此又叫做 。1.“分子手术刀” （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 ，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开，因此具有 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： 和 。（4）这类酶在生物体内能将外来的 DNA 切断，即能够限制异源 DNA 的侵入并使之失去活力，

2、但对自己的 DNA 却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。2.“分子缝合针” (1)两种 DNA 连接酶（EcoliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶）的比较：相同点：都缝合 。区别：EcoliDNA 连接酶来源于 ，只能将双链 DNA 片段互补的末端之间的磷酸二酯键连接起来；而 T4DNA 连接酶能缝合 ，但连接 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 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”载体（1）基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细

3、胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。（2）现在通常使用的载体是 ，它是一种相对分子质量较小、独立于之外，并具有自我复制能力的 DNA 分子的环状 DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。（3）质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以 复制，也可整合细菌拟核 DNA 中，随着拟核 DNA 的复制而复制。（4）其他载体还有 和 等。（5）作为载体必须具备以下条件：能够在宿主细胞中 ； 具有多个 ，以便2与外源基因连接；具有某些 ，便于进行筛选，如对抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。12 基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取： 1、目的基因：符合人们

4、需要的，编码蛋白质的 。2获取目的基因的方法（1）从基因文库中获取目的基因 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多 ，导入受体菌的群体中 ，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。 种类 基因组文库：含有一种生物的 基因 ，用 方法构建。cDNA 文库：含有一种生物的 基因 ，用 方法构建。 目的基因的获取 ：根据基因的有关信息：基因的 序列、基因在上的位置、基因的 产物 mRNA、基因的 产物蛋白质等特性获取目的基因。（2）利用 PCR 技术扩增目的基因。 PCR：全称为_，是一项在生物_复制_的核酸合成技术。原理： 条件：已知目的基因的 序列。一对 ；四种 ；酶（ 酶）。 过程

5、：目的基因 DNA 受热变性（90-95）形成 ，冷却（退火 55-60）后与结合，然后在 _的作用下进行延伸（70-75）成 DNA。 方式：指数扩增=2 n（n 为扩增循环的次数）（3）人工合成法：适用于 较小，核苷酸序列已知，通过 ，用化学方法直接人工合成。 二、基因表达载体的构建1.目的：表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且 给下一代；使目的基因 _ 和发挥作用。2.组成：目的基因 （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 ，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的 ，位于基因的尾端。终止。（3）标记基因的作用：

6、是为了鉴定受体细胞中 ，从而将筛选出来。常用的标记基因是 。33、不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。三、将目的基因导入受体细胞（一）转化：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和 过程。（二）方法1、将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法 农杆菌特点：易感染 植物和裸子植物，对_植物没有感染力；Ti 质粒的 可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 转化：目的基因插入 的 上，形成重组质粒 进 入 农杆菌 目的基因整合到植物细胞染色体上通过 方法培养成再生植株，目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。（2） ：是单子叶植物中常用的一

7、种基因转化方法，但是成本较高。（3） ：这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法。（我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的）2将目的基因导入动物细胞 （1）方法： 技术。（2）操作程序：目的基因表达载体 取卵（受精卵） 显微注射注射了目的基因的受精卵移植到_性动物的 _内发育新性状动物。3将目的基因导入微生物细胞（1）原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。（2）转化： 处理细胞 细胞表达载体与感受态细胞混合 _ 细胞吸收 DNA 分子。四、目的基因的检测与鉴定1.首先要检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用 。其中把 作为探针。2.其次还

8、要检测目的基因是否转录出了 mRNA，方法是采用 。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，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13 基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因4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，转基因动物作器官移植的供体 （器官供体：抑制或除去抗原决定基因）。乳腺生物反应器：用 基因+ 蛋白基因的 。3.基因工程药物 。来源：利用转基因的 生产药物。 成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。4、基因治疗：把正常的外源基

9、因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。成果：将腺苷脱氢酶基因导入患者的淋巴细胞14 蛋白质工程的崛起蛋白质工程基本原理1目标：根据人们对 功能的特定需求，对 结构进行分析设计。2原理：基因改造。3过程：预期蛋白质功能 设计 结构推测应有 序列找到对应的序列（基因）。专 题 二 、 细 胞 工 程 知 识 点 梳 理 填 空概念：应用 和 的原理和方法，通过 或 上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。分类：根据操作对象不同，可分为 、 。一 、 植 物 细 胞 工 程 理 论 基 础 （ 原 理 ） 。1、全能性是指 。全能性的原因是 。2在理论上，生物的任何一个

10、细胞都具有 ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 ，而是分化成各种 。3特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种 ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同 。（ 一 ） .植 物 组 织 培 养 技 术植物组织培养：在 和 的条件下，将 的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的 上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、丛芽，5最终形成完整植株。1 过 程 ： 离 体 的 愈 伤 组 织 胚 状 体 、 根 和 芽 、 丛 芽 试 管 苗 此 过 程 细 胞 分 裂 的 主 要 方 式 为 。 繁 殖 方 式 是 繁 殖 ， 优 点 。如 果 培 养 花 药 属 繁 殖 ， 获

11、 得 的 试 管 苗 称 为 。2细胞脱分化：已 的细胞经过 后，失去其特有的 而转变成未分化细胞的过程。注意事项：培养基：物理性质是 ，要加入 。营养物质有 成分、 成分、 。光的控制：形成 之前避光，之后给予光照。 无菌：培养基包括所有操作工具都应进行消毒和灭菌，谨防 污染。并需在 条件下操作。（二）、植物体细胞杂交技术1概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。 生殖方式为 。2过程离体的细胞 果 胶 酶纤 维 素 酶 不同细胞 - 融合 细胞杂种植株。3步骤 1)去掉 ，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是 ，也就是在温和条件下用 酶、

12、 酶去除植物细胞的细胞壁。利用酶作用的 性特点。2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过 和 来诱导融合。物理方法有： 、 、 等促使原生质体融合。化学法是用 ( )作为诱导剂来诱导融合。完成融合的标志是 。4如图：1）原生质体是 形，吸水会 。原生质层是 。62）此过程分两个阶段和属于 的过程，其原理是 ；和阶段属于 ，原理是 。其中步骤相当于 ，步骤相当于 。4）植物体细胞杂交的目的是获得新的 ，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。 5）从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ 理由是 。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。

13、原生质体 A和原生质体 B 含有两个染色体组，那么杂种植株含有 个染色体组，是 倍体。6）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？ 。为什么？ 。（三）应用1 植 物 繁 殖 的 新 途 径 1） 微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖2） 作物脱毒：采 用 组 织 培 养 来 除 去 病 毒 ， 因 为 植 物 附 近 的 病 毒 极 少 或 没 有 。3） 人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节限制；方便储藏和运输2. 作 物 新 品 种 培

14、育 1） 单 倍 体 育 种 ： a 过 程 ： 植 株 （ AaBb） 通 过减 数 分 裂 得 到 花 粉 （ 、 、 、 四 种 类 型 ） ；对 花 粉 进 行 花 药 离 体 培 养 （ 技 术是 ） ； 得 到 植株 ； 对 其 幼 苗 时 期 进 行 处 理 ； 得 到 了 正 常 的 植 株 （ 、 、 、 四 种 类 型 ） b 优 点 ： 。 2） 突 变 体 利 用 ： 由 于 培 养 细 胞 一 直 处 于 状 态 ， 容 易 受 到 和7的 影 响 产 生 ， 通 过 从 有 用 的 突 变 体 中 选 育 出 新 品 种 。 可 以 对 愈伤 组 织 进 行 或 的

15、 诱 变 处 理 。 这 种 育 种 方 法 为 。3.细 胞 产 物 的 生 产 ： 细 胞 产 物 包 括 蛋 白 质 、 脂 肪 、 糖 类 、 药 物 、 香 料 、 生 物 碱 等 。通 过 能 够 产 生 对 人 们 有 利 的 产 物 的 细 胞 进 行 组 织 培 养 ， 从 而 让 它 们 能 够 产 生 大 量 的 细胞 产 物 。 如 ： 培 养 抗 癌 物 质 紫 杉 醇 。二 、 动 物 细 胞 工 程（ 一 ） 动 物 细 胞 培 养 1概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成_ ，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞_ 和_。2过程动物组织 单 单个细胞 制成_

16、在_中进行 代培养出现_ 胰 蛋 白 酶 制成 _分瓶进行 代培养。10 代以内细胞能保持正常的_ 。 3条件1)无菌、无毒环境：培养液和所有 应进行_处理。添加一定量的 防 的污染；定期更换 ，以便清除 。2)合成培养基成分：_ 、_、_、无机盐、微量元素，通常需加入_、血浆等。3)温度和 pH：适宜温度：_0.5；pH：_。4)气体环境：主要有 O2 和 CO2，_是细胞代谢所必需的， CO2 作用是 维持培养液的 。4动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制 备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。（二）动物细胞核移植技术和克隆动物1动物核移植：将动物的一个细胞的_，移入一个

17、已经去掉细胞核的_ 中，使其重组并发育成一个新的 ，这个新的胚胎最终发育为 。2种类：_移植。 _移植。难度大的是 。酶 酶83过程 1)取供体_ 供体细胞培养。2)从卵巢中采集_ 在体外培养到_ 去核。为 什 么 要 用 卵 母 细 胞 ？ 答 ： 它 可 以 提 供 充 足 的 ； 体 积 大 易 ； 细 胞 质 含有 激 发 全 能 性 的 表 达 的 物 质 。3)将供体细胞注入_ 使两细胞_供体核进人受体卵母细胞构建_。4)将胚胎_到代孕母体内 生出与供体遗传物质 相同的个体。克隆动物的生殖方式为 。4应用1)加速家畜_进程，促进优良畜群繁育。 2)保护_物种。3)医药卫生领域，转基

18、因动物可以作为 生产_。4)转基因克隆细胞、 和 动物作为异种移植的_。 5)人的核移植的 经诱导分化，形成相应的组织器官后，用于_的移植。5、体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。（三）动物细胞融合与单克隆抗体1. 动物细胞融合比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导手段 用途植物体细胞杂交用 酶去除细胞壁后诱导原生质体融合物理 化学 （PEG）诱导克服远源杂交不亲和，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的 用胰蛋白酶使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，还有用 诱导制备单克隆抗体2.单 克 隆 抗 体 ： 一 个 B 淋 巴 细 胞 只 分

19、 泌 一 种 特 异 性 抗 体 。从 血 清 中 分 离 出 的 抗 体 低 、 纯 度 、 差 。 1） 单 克 隆 抗 体 的 制 备 过 程 ：9a 对 免 疫 小 鼠 注 射 特 定 的 蛋 白 （ 目 的 使 小 鼠 产 生 了 细 胞 ） ；b 提 取 细 胞 ； 同 时 用 动 物 细 胞 培 养 的 方 法 培 养 细 胞 并 提 取 ；c 促 使 它 们 细 胞 （ 注 ： 融 合 的 结 果 有 很 多 不 符 合 要 求 的 ； 的 、 的 。 所 以 要 进 行 筛 选 ） ；在 特 定 的 培 养 基 上 筛 选 出 细 胞 （ 特 点 是 能 迅 速 大 量 增

20、殖 ， 又 能 产 生专 一 的 抗 体 ） ；d 然 后 对 它 进 行 和 （ 筛 选 出 能 够 分 泌 的 杂 交 瘤 细 胞 ） ；e 最 后 将 抗 体 检 测 呈 的 细 胞 在 做 大 规 模 培 养 或 注 射 入 小 鼠 内 增殖 ， 从 细 胞 或 小 鼠 中 可 得 到 大 量 的 单 克 隆 抗 体 。 2） 单 克 隆 抗 体 的 优 点 ： 强 ， 高 ， 并 能 。 3） 单 克 隆 抗 体 的 应 用 ：a 作 为 诊 断 试 剂 ： 准 确 识 别 各 种 物 质 的 细 微 差 异 ， 并 跟 一 定 抗 原 发 生 结 合 ， 具 有 准 确 、 、 简

21、 易 、 的 优 点 。b 用 于 治 疗 和 运 载 药 物 ： 主 要 用 于 治 疗 。 如 果 把 抗 癌 的 单 克 隆抗 体 跟 放 射 性 同 位 素 、 、 结 合 制 成 “生 物 导 弹 ”， 借 助 于 的 导 向 作 用 ， 能 够 将 药 物 定 向 带 到 所 在 的 位 置 。下图是单克隆抗体制备过程示意图，据图回答：（1）图中 A 过程是从小鼠的脾脏中取得 _细胞，该细胞能够产生_。从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射_类物质。（2）B 过程是一个_ 过程，该过程的进行可用灭活的_或_的诱导剂。（3）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，

22、其特点是_ 。专题三 胚胎工程胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、10体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。（一）生殖细胞的发生和受精作用1.精子与卵细胞的发生过程（1）精子的发生：精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂；变形过程中，细胞核为精子头的主要部分， 发育为顶体， 演变为精子的尾， 在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。 为精子运动提供能量（2）卵子的发生：卵原细胞演变成初级卵母细胞被卵泡细胞包围，减数第一次分裂分裂在_，形成次级卵母细胞和第一极体进入 准备受精；减数第二次分裂是在_过程中完成的。（3）精子与卵细胞发生过程比较项目 精子的发生过程 卵子的发生过程发生场所 发生时间 发生过程是否连续 核物质含量 是否变形 结果 细胞质分裂 2.受精作用：（1）受精场所：是母体的_（2）受精前的准备a.精子获能（在雌性动物生殖道内）；b.卵子的准备（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到_才具备受精能力）；（3）受精过程卵子周围的结构由外到内：放射冠、透明带、卵黄膜，a 顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。B_ _：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻