八、基因工程簡介

(1)基因工程的概念

標準概念：在生物體外,通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”,對生物的基因進行改造和重新組合,然后導入受體細胞內進行無性繁殖,使重組細胞在受體細胞內表達,產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物.

通俗概念：按照人們的意愿,把一種生物的個別基因復制出來,加以修飾改造,然后放到另一種生物的細胞里,定向地改造生物的遺傳性狀.

(2)基因操作的工具

A.基因的剪刀——限制性內切酶(簡稱限制酶).

①分布：主要在微生物中.

②作用特點：特異性,即識別特定核苷酸序列,切割特定切點.

③結果：產(chǎn)生黏性未端(堿基互補配對).

B.基因的針線——DNA連接酶.

①連接的部位：磷酸二酯鍵,不是氫鍵.

②結果：兩個相同的黏性未端的連接.

C.基困的運輸工具——運載體

①作用：將外源基因送入受體細胞.

②具備的條件：a、能在宿主細胞內復制并穩(wěn)定地保存.b、 具有多個限制酶切點.

c、有某些標記基因.

③種類：質粒、噬菌體和動植物病毒.

④質粒的特點：質粒是基因工程中最常用的運載體.

(3)基因操作的基本步驟

A.提取目的基因

目的基因概念：人們所需要的特定基因,如人的胰島素基因、抗蟲基因、抗病基因、干擾素基因等.

提取途徑：

B.目的基因與運載體結合

用同一種限制酶分別切割目的基因和質粒DNA(運載體),使其產(chǎn)生相同的黏性末端,將切割下的目的基因與切割后的質?；旌?并加入適量的DNA連接酶,使之形成重組DNA分子(重組質粒)

C.將目的基因導入受體細胞

常用的受體細胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌、動植物細胞

D.目的基因檢測與表達

檢測方法如：質粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細胞放入到相應的抗菌素中,如果正常生長,說明細胞中含有重組質粒.

表達：受體細胞表現(xiàn)出特定性狀,說明目的基因完成了表達過程.如：抗蟲棉基因導入棉細胞后,棉鈴蟲食用棉的葉片時被殺死;胰島素基因導入大腸桿菌后能合成出胰島素等.

(4)基因工程的成果和發(fā)展前景 A.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生B.基因工程與農牧業(yè)、食品工業(yè)

C.基因工程與環(huán)境保護

記憶點：

1. 作為運載體必須具備的特點是：能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存;具有多個限制酶切點,以便與外源基因連接;具有某些標記基因,便于進行篩選.質粒是基因工程最常用的運載體,它存在于許多細菌以及酵母菌等生物中,是能夠自主復制的很小的環(huán)狀DNA分子.

2.基因工程的一般步驟包括：①提取目的基因 ②目的基因與運載體結合 ③將目的基因導入受體細胞 ④目的基因的檢測和表達.

3.重組DNA分子進入受體細胞后,受體細胞必須表現(xiàn)出特定的性狀,才能說明目的基因完成了表達過程.

4.區(qū)別和理解常用的運載體和常用的受體細胞,目前常用的運載體有：質粒、噬菌體、動植物病毒等,目前常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等.

5.基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針,利用DNA分子雜交原理,鑒定被檢測標本的遺傳信息,達到檢測疾病的目的.

6.基因治療是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中,達到治療疾病的目的.

九 、生物的進化

(1)自然選擇學說內容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存.

(2)物種：指分布在一定的自然區(qū)域,具有一定的形態(tài)結構和生理功能,而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并能產(chǎn)生出可育后代的一群個體.

種群：是指生活在同一地點的同種生物的一群個體.

種群的基因庫：一個種群的全部個體所含有的全部基因.

(3)現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點：種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質在于種群基因頻率的改變.突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié),通過它們的綜合作用,種群產(chǎn)生分化,最終導致新物種的形成.

(4)突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料,自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向,隔離是新物種形成的必要條件(生殖隔離的形成標志著新物種的形成).

現(xiàn)代生物進化理論的基礎：自然選擇學說.

記憶點：

1.生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程.

2.以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論,其基本觀點是：種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質在于種群基因頻率的改變.突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié),通過它們的綜合作用,種群產(chǎn)生分化,最終導致新物種的形成.

3. 隔離就是指同一物種不同種群間的個體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象.包括地理隔離和生殖隔離.其作用就是阻斷種群間的基因交流,使種群的基因頻率在自然選擇中向不同方向發(fā)展,是物種形成的必要條件和重要環(huán)節(jié).

4.物種形成與生物進化的區(qū)別：生物進化是指同種生物的發(fā)展變化,時間可長可短,性狀變化程度不一,任何基因頻率的改變,不論其變化大小如何,都屬進化的范圍,物種的形成必須是當基因頻率的改變在突破種的界限形成生殖隔離時,方可成立.

5.生物體的每一個細胞都有含有該物種的全套遺傳物質,都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因.

6.在生物體內,細胞沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化為不同的組織器官,這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果.