选修三现代生物科技专知识点

选修三现代生物科技专题 一、基因工程 基因工程是在业_分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 原理 基因重组 一 基因工程的基本工具 1. “分子手术刀“一一限制性核酸内切酶限制酶 1 来源主要来自原核生物。 2 功能能够识别双链DNA分子的某种特定的核昔酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个 核昔酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。 3 结果产生黏性末端和平末端。 2. “分子缝合针”DNA连接酶 1 两种连接酶比较E - coliDNA连接酶将双链DNA片段互补的壑性盅遍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普酸片段连接,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。 3. “分子运输车”一一裁佳 1 载体具备的条件①能在受体细胞中夏制或整合到染色体NA上,随染色体DNA同步复制 ② 具有一至多个限制酶切点，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 最常用的载体质粒，它是一种双链环状DNA分子。自然的质粒须经人工改造 3 其它载体噬菌体的衍生物、动植物病毒 二 基因工程的基本操作程序 第_步目的基因的获取 1. 目的基因是指编码蛋白质的结构基因。 2. 获取目的基因的方法r基因组文库限制酶 大直启动子内含子 从基因文库中获取目的基因[cDNA文库反转录法 小无启动子内含子 PCR技术扩增目的基因1原理DNA双链复制模板、脱氧核昔酸、ATP、Taq酶、引物 2 过程解链，冷却，弓I物结合到互补DNA链，Taq酶从引物起始 互补链的合成。 A3优点短时间内大量扩增目的基因 人工合成有反转录法和化学合成法 第、步基因表达载体的构建目的基因稳定存在,遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥 作用。 1. 组成启动子目的基因终止子标记基因 1 启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA, 最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子位于基因的尾端。（3）标记基因为了鉴定筛选受体细胞中是否含有目的基因, 常用的标记基因是抗生素抗性基因。 2. 用到的工具酶限制酶、DNA连接酶 第三步将目的基因导入受体细胞 1. 转化目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2. 常用的转化方法 目的基因导入植物细胞多采用农杆菌转化法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 目的基因导入微生物细胞首先用宜处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中业分子的 生理状态，这种细胞称为感受态细胞。第二步是将重组表达载体DNA 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞 吸收DNA,完成转化过程。 第四步目的基因的检测与鉴定包括包括分子水平检测和个体水平检测 1. 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DNA分子杂交技术。 2. 检测目的基因是否转录出了 mRNA,方法是采用分子杂交技术。 3. 检测目的基因是否翻译成蛋白质（是否表达），方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相 应的 抗体 进行抗原一抗体杂交技术。 4. 有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否抗虫，需要做抗虫接种实验。 （三）基因工程的应用 1. 植物基因工程抗虫、抗病、抗逆转基因植物,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。 3. 基因治疗把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。体内和体外治疗。 （四）蛋白质工程的概念 途径从预期的蛋白质址能出发T设计预期的蛋白质结构T推测应有的氨基酸序列T找 到相应的脱氧核普酸序列 实质最终必须通过改造基因来完成。 （五）基因工程和蛋白质工程的主要区别基因工程只能生产自然界已有蛋白质。 二、细胞工程 （一）植物细胞工程 1. 植物组织培养技术 （1）原理植物细胞的全能性 （2）过程离体的植物器官、组织、细胞（瞄尧 愈伤组织 星睥,、 丛芽T试管苗一植物 k mt 7T 一 分化） A （避）光（分化）培养基 环境条件无菌无毒、温度21 3〜 培养基的组成由无机营养成分、有机营养成分、邀重、琼脂四部分组成 生长素类主要诱导 根 分化,细胞分裂素类主要诱导 芽 有分化 （3）应用繁殖（微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子）、育种、细胞产物的工厂化生产。 2. 植物体细胞杂交技术 （1）原理酶解法、细胞膜的流动性、 植物细胞的全能性 （2）过程 植物细胞A*原生质体A ）融合 杂种细胞植物组织培养 杂种植株 去壁/ 植物细胞B.原生质体B A （3）去细胞壁用纤维素酶和果胶酶 （4）诱导融合方法物理法益、振动、电激等；化学法聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。 （5）细胞融合完成的标志再长出新细胞壁 （6）融合后形成的细胞有三种（AA型、AB型、BB型），AB型是我们需要的，所以需要进行筛选。 （7）意义克服了远缘杂交不亲和的障碍 动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单隆抗体等技 术，其中以动物细胞培养技术为基础 （二） 1. 动物细胞培养 （1）流程 动物组织块剪碎T胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞T制成细胞悬液T培养T胰 蛋白酶传代培养 （2）细胞贴壁生长和细胞的接触抑制悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。 细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种 现象称为细胞的接触抑制。 （3）原代培养的细胞一般传至10〜50代左右时,增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止。当继续传代 培养时少部分细胞会克服细胞寿命的自然极（3）细胞在传至10〜50代左右时，增殖会逐渐 缓慢，以至于完全停止。当继续传代培养时少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得丕 死性,这部分细胞已经发生了窸变。 （4）目前使用或冷冻保存的细胞通常是坦代内的细胞，以保持细胞正常二倍体核型。 （5）细胞培养的条件 ① 无菌、无毒的环境培养液和培养用具进行无菌处理，通常在培养液中添加 抗生素；应定 期更换培养液。 ② 营养糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分。 ③ 温度36. 5C0. 5C； pH 7. 2〜7. 4。 ④ 气体95空气5C02； O2是细胞代谢所必需的，CO,的主要作用是维持培养液的pH值。 （6）动物细胞培养技术的应用制备生物制品、转基因细胞的