神探狄仁杰5重拍:【引用】“基因工程”知识精讲

一、深刻理解基因工程的概念

基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

【概念理解关键点】①操作环境 ：生物体外  ②操作对象：基因 ③ 操作水平：DNA分子水平 ④基本过程 ：剪切→拼接→导入→表达 ⑤结果 ：人类需要的基因产物

二、准确掌握基因工程的基本工具

1、基因剪刀——限制性核酸内切酶（简称限制酶）

①分布：主要在微生物中。

②作用特点：特异性，即一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。

③结果：产生黏性未端。

④实例：EcoRI限制酶专一识别GAATTC序列，并在G与A之间将这段序列切开。

 2、基因针线——DNA连接酶

①连接的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手）。

② 结果：使两个来源不同的DNA分子的两个相同的黏性未端相连。

 3、基因的运输工具——运载体

①作用：将外源基因送入受体细胞。

② 具备的条件：a.能在宿主细胞内复制并稳定地保存；b.具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接；c.具有某些标记基因，以便筛选。

③ 种类：质粒、噬菌体和动、植物病毒。

④最常用运载体: 质粒（最常用的质粒是大肠杆菌的质粒）是细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子。① 存在于许多细菌及酵母菌等生物中； ②质粒的复制只能在宿主细胞内完成；③质粒的存在对宿主细胞无影响。

【工具利用易错点】1、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，不同的限制性内切酶识别的序列不同，切割后能产生不同的黏性末端。

2、DNA连接酶将两个相同的黏性末端相连接，连接的部位是磷酸二酯健（梯子的扶手），不是氢键（梯子的横档）。

3、DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键，但本质上有区别：①DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上形成磷酸二酯键，而DNA连接酶是在两个片断之间形成磷酸二酯键。②DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的新链，而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口连接起来。

三、全面理清基因工程的操作步骤

1、提取目的基因

目的基因的提取途径有两条即一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一种是人工合成基因。

2、目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）

目的基因与运载体结合的结果可能有三种情况：①目的基因与目的基因结合；②质粒与质粒结合；③目的基因与质粒结合。

3、将目的基因导入受体细胞

   ① 导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。

    ②导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌。

 4、目的基因的检测和表达

      ①检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。

②表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。

【步骤操作疑惑点】

1、基因工程中目的基因导入了受体细胞的依据是什么？检测时应用何种培养基？

①依据是受体细胞具有运载体所特有的“标记基因”所控制的性状。

②检测的方法：常用选择培养基。

2、导入受体细胞的目的基因成功表达的标志是什么？检测的方法是什么？

①成功表达的标志是:受体细胞是否表现出“目的基因”所控制的性状。

②检测的方法:例转基因棉花常采用让棉铃虫食用叶片的方法。

3、如何进行目的基因的检测与表达产物的测定？

目的基因的检测与表达产物的测定的方式有两种：一是形态检测，二是分子检测。

⑴形态检测：①如果目的基因的表达产物具有明显的表型性状，则可以根据目标性状的有无来判断目的基因是否表达。例如，把抗除草剂基因导入水稻，当给稻田喷洒除草剂时，杂草都被消灭了，而转基因水稻因为含有抗除草剂基因而丝毫不会受损，说明抗除草剂基因已经在水稻植株内得到表达。转Bt基因棉花可以产生使棉铃虫致死的毒素蛋白，这说明Bt基因在棉花植株内得到了表达。②若目的基因的产物没有明显表型，则把一个标记基因与目的基因连在一起，通过检测标记基因的表达情况，来检测目的基因的表达；所用的标记基因是抗生素抗性基因或荧光标记基因。可通过检测受体是否具有某种抗生素的抗性，或具有某种荧光标记，来追踪目的基因表达情况。

⑵分子检测：把目的基因片段进行放射性同位素标记或进行生物素荧光标记，用标记好的基因片段作探针，与受体生物的基因组DNA进行杂交，如果有杂交斑点，根据分子杂交的原理，说明目的基因与受体细胞基因组DNA具有同源性，目的基因已经被导入受体细胞内，反之，则说明目的基因没有进入受体细胞中。再提取目的基因的mRNA，检测目的基因的转录情况；分离目的基因编码的蛋白质，检测目的基因的表达情况。

现代教育报-生物周刊必修2 第18期   第一版       重点讲解