内容正文:
考点46 基因工程的工具及操作程序
考点47 基因工程的应用及蛋白质工程
第18章 基因工程
考点46 基因工程的工具及操作程序
应试基础必备
高考考法突破
考法1 基因工程的概念与操作工具分析
考法2 基因工程的基本操作程序
考法3 PCR技术的基本操作和应用
应试基础必备
1.基因工程的基本工具
限制酶 DNA连接酶 载体
作用 切割目的基因和载体 拼接DNA片段,形成重组DNA分子 携带 进入受体细胞
作用
部位 两核苷酸的
——
作用
特点
(条件) ①识别特定的核苷酸序列;
②在特定位点上切割DNA分子 ①E·coli DNA连接酶只能连接 ;
②T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端 ①能在宿主细胞内稳定存在并大量复制;
②有一个至多个限制酶切割位点;
③特殊的标记基因
常见
种类 目前有4 000多种,如EcoRⅠ、SmaⅠ等 E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶 最常用的载体是 ,其他的载体有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等
脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键
黏性末端
目的基因
质粒
2.基因工程的基本操作程序
(1)目的基因的获取
①从自然界已有的物种中分离出来,如从 或cDNA文库中获取。
②通过PCR技术扩增获取。
③人工合成:常用的方法有 和 。
(2)基因表达载体的构建——基因工程的核心
①其目的是使 ,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。
②基因表达载体的组成: 、目的基因、 以及标记基因等。
基因组文库
化学合成法
反转录法
启动子
终止子
目的基因在受体细胞中稳定存在
a.启动子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的首端,
是 识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。
b. 终止子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的尾端。
c. 标记基因:一般是抗生素抗性基因,用来筛选、鉴别 。
③基因表达载体的构建方法
RNA聚合酶
受体细胞是否含有目的基因
细胞类型 常用方法 受体细胞 转化过程
植物细胞 ——— 体细胞 将目的基因插入 上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上
动物细胞 ——— 受精卵 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵→获得受精卵→显微注射→早期胚胎培养→胚胎移植→发育成为具有新性状的动物
微生物细胞 处理增大细胞壁通透性 原核细胞
或酵母菌 用Ca2+处理细胞→ →重组表达载体,DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA
(3)将目的基因导入受体细胞
①常用的转化方法和过程
Ti质粒的T-DNA
农杆菌转化法
显微注射法
Ca2+
感受态细胞
(4)目的基因的检测与鉴定
②转化的实质: ,从而使受体生物获得新的遗传特性。
目的基因整合到受体细胞基因组中
(1)PCR原理: 。
(2)PCR所需的要素:一对引物,模板DNA, ,dNTP(dATP、dTTP、dCTP、dGTP)。
(3)PCR反应过程
过程 说明 图解
变性 当温度上升到90 ℃以上时,DNA双链解旋为单链
复性 温度下降到50 ℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
延伸 72℃左右时,Taq DNA聚合酶有最大活性,可使DNA新链由5′端向3′端延伸
3.PCR技术
(4)结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程是在PCR扩增仪中完成的。
DNA复制
热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)
1.基因工程的概念分析
考法1 基因工程的概念与操作工具分析
基因工程的别名 基因拼接技术或 。
操作对象 基