高中生物选修三-基因工程

高中生物选修三电子课本是由人民教育出版社出版的一部学习书籍，该书内容丰富，本篇主要是高选修三基因工程的学习框架。

基因工程

• 重组DNA技术的基本工具
  • 限制性内切核酸酶
    • • 原理：能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
      • 末端形式
        • 平末端
        • 粘性末端
  • DNA连接酶
    • 分类
      • E.coli DNA连接酶
      • T4 DNA连接酶
        • 可连接平末端
    • 原理
      • 恢复被限制酶切开的磷酸二酯键
  • 载体（多质粒）
    • 有一个至多个切割位点，将外源DNA插入其中
    • 能够进行自我复制或整合到受体DNA上随受体DNA同步复制。
    • 有标记基因，便于重组DNA分子的筛选
    • 对受体细胞无害
  • DNA分子的粗提取和鉴定
    • 原理，DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。
    • 过程
      • 加洋葱充分研磨
        • 破碎细胞使核物质溶解在研磨液中
      • 过滤4℃冰箱中放置几分钟 1500转每分钟的转速下离心五分钟，取上清液
        • 抑制核酸水解酶的活性，抑制DNA的降解 除DNA带核蛋白质等杂质
      • 加入预冷的酒精溶液 用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取水分 或1万转每分钟转速下离心五分钟，弃上清液管底沉淀物晾干
      • 然后取试管各加入两摩尔每升的氯化钠溶液5ml，将丝状物或沉淀物溶于，其中一支试管的DNA溶液中加入四毫升的二苯胺试剂，将两个世纪加热五分钟
        • 颜色与DNA含量多少有关
• 基因工程的基本操作程序
  • 目的基因的筛选与获取
    • 利用PCR快速扩增
      • 原理，DNA分子半保留复制
      • 过程
        • 变性
          • 90℃以上时，DNA解旋为单链。
        • 复性50℃左右引物碱基互补配对与单链结合
        • 延伸
          • 72℃合成新的DNA链
  • 基因表达载体的构建
    • 启动子驱动基因转录出mRNA，最终表达出蛋白质
    • 终止子拥有特殊序列结构DNA，位于下游
    • 限制酶切割载体，限制酶切割DNA片段，将片段拼接到载体接口处
  • 将目的基因导入受体细胞
    • 植物
      • 农杆菌转化法
      • 花粉管通道法
    • 动物
      • 显微注射
  • 目的基因的检测与鉴定
    • 分子水平
      • PCR技术，DNA分子杂交，抗原抗体杂交。
    • 个体水平生物鉴定
• 基因工程的应用
  • 农牧业上的应用
    • 转基因抗虫，抗病抗除草剂植物改善植物品质，提高动物生长速率，改善畜产品品质
  • 医药卫生应用
    • 生产药物如大肠杆菌或酵母菌细胞生产干扰素
    • 乳腺生物反应器和膀胱生物反应器
  • 食品工业方面如奶酪方面大肠杆菌生产能凝固，乳化蛋白质的凝乳酶
  • 超级细菌处理污染环境基因改造，微生物生产能量
• 蛋白质工程的原理和应用
  • 崛起的缘由
    • 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质
    • 天然蛋白质不一定完全符合人类生产生活需要
  • 蛋白质工程基本原理
    • 根据中心法则进行
    • 从预测的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的核苷酸序列→找到并改变相应的脱氧核苷酸序列或和合成新的基因→获得所需要的蛋白质
  • 蛋白质工程的应用
    • 医药方面
      • 生产速效胰岛素，改变氨基酸生产单克隆抗体
    • 农业方面，尝试改造调节光合作用的酶。