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專題一基因工程
基因工程（原理：基因重組）：（DNA重組技術(shù)）按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組技術(shù)和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。
一、基因工程的基本工具
（一）限制酶
1、來源：從原核生物中分離提純。
2、功能：能夠識別雙鏈DNA分子中的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。
3、切割結(jié)果：（粘性末端和平末端）
雙酶切：
（1）防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化。
（2）保證目的基因和質(zhì)粒按照順利連接。
（二）DNA連接酶
1、種類：
2、功能：將兩條DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵。
限制酶和DNA連接酶都作用于磷酸二酯鍵，而不是氫鍵。
（三）載體
1、結(jié)構(gòu)：例如質(zhì)粒（見右圖）
2、載體需要具備的條件
（1）能在宿主細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制并穩(wěn)定遺傳。
（2）具有一個至多個限制酶酶切位點(diǎn)，以供外源DNA片段（即目的基因）插入其中。
（3）有特殊的標(biāo)記基因（例如抗生素抗性基因），供重組DNA的鑒定與選擇。
3、常用載體：（1）大腸桿菌的質(zhì)粒（天然質(zhì)粒經(jīng)過人工改造）。
（2）噬菌體衍生物和動植物病毒。

二、基因工程的基本操作程序
（一）目的基因的獲取
1、目的基因：為了獲得預(yù)期性狀，需要從供體細(xì)胞中獲得的基因，主要指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。
2、
（1）基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲備。各個受體菌分別含有這種生物的不同基因。
：真核細(xì)胞的基因有內(nèi)含子和外顯子（如圖）
（2）PCR技術(shù)

①原理：DNA雙鏈復(fù)制（生物體外復(fù)制特定DNA片段的技術(shù)）
②材料：模板、原料（四種脫氧核苷酸dATP、dGTP、dCTP、dTTP）、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）、引物（成對存在）
③擴(kuò)增過程：
a.變性（90-95℃）：使DNA片段雙鏈解開。
b.復(fù)性（55-60℃）：又稱為退火，使連接DNA兩條單鏈分別與相應(yīng)的引物結(jié)合。
c.延伸（70-75℃）：熱穩(wěn)定DNA聚合酶催化引物起始合成子鏈。
④PCR技術(shù)與DNA復(fù)制的比較
DNA體內(nèi)復(fù)制 PCR技術(shù)
解旋方式解旋酶催化 DNA在高溫下變性解旋
場所細(xì)胞內(nèi) 體外
酶解旋酶、DNA聚合酶熱穩(wěn)定DNA聚合酶
溫度細(xì)胞內(nèi)溫和條件需要控制溫度
合成對象 DNA分子 DNA片段或基因
（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心
1、目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。
2、基因表達(dá)載體的組成：（如右圖）
（1）插入基因：即目的基因
（2）啟動子：一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。
（3）終止子：一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端，使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停止下來。
（4）標(biāo)記基因：用于鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素抗性基因、產(chǎn)生特定顏色表達(dá)產(chǎn)物的基因、發(fā)光基因等。

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