基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品�；�因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。

 

　　操作水平：DNA分子水平

 

　　原理：基因重組

 

　　優(yōu)點(diǎn)：1.突破物種界限。 2.定向改造生物的遺傳特性。

 

　�。ㄒ唬┗�因工程的基本工具

 

　　1.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）

 

　�。�1）來(lái)源：主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。

 

　�。�2）功能：能夠識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)切割，因此具有專一性。

 

　　（3）作用的化學(xué)鍵：切割磷酸二酯鍵。

 

　　(4)結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。

 

　　2.“分子縫合針”——DNA連接酶

 

　　(1)作用：將兩個(gè)具有相同粘性末端的DNA片段連接起來(lái)，形成重組DNA

 

　　（2）連接的化學(xué)鍵：磷酸二酯鍵

 

　�。�3）與DNA聚合酶作用的異同:

 

　　DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。

 

　　DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。

 

　　3.“分子運(yùn)輸車”——運(yùn)載體

 

　�。�1）載體具備的條件：

 

　�、倌茉谑荏w細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。

 

　�、诰哂幸恢炼鄠�(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。

 

　�、劬哂袠�(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。

 

　�。�2）最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種環(huán)狀DNA分子。

 

　�。�3）其它載體：噬菌體、動(dòng)植物病毒

 

　　(二)基因工程的基本操作程序

 

　　第一步：目的基因的獲取

 

　　1.從基因文庫(kù)中獲�。ú恢�道目的基因的核苷酸序列的情況下采用）

 

　　2.人工合成。常用方法有：

 

　�。�1）反轉(zhuǎn)錄法（已經(jīng)獲得mRNA的情況下采用）

 

　�。�2）化學(xué)合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比較小的情況下采用）

 

　　3.PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（知道目的基因兩端的核苷酸序列、基因比較大的情況下采用）

 

　�。�1）PCR的含義：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。

 

　�。�2）目的：獲取大量的目的基因

 

　�。�3）原理：DNA雙鏈復(fù)制

 

　�。�4）過(guò)程：

 

　　第①步：變性，加熱至90～95℃DNA解鏈為單鏈；（高溫解旋）

 

　　第②步：復(fù)性，冷卻到55～60℃，引物與兩條單鏈DNA結(jié)合；

 

　　第③步：延伸，加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。

 

　�。�5）特點(diǎn)：指數(shù)形式擴(kuò)增

 

　　第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心)

 

　　1.目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

 

　　2.組成：目的基因＋啟動(dòng)子＋終止子＋標(biāo)記基因

 

　�。�1）啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄mRNA。

 

　�。�2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ，位于基因的尾端，使轉(zhuǎn)錄停止。

 

　�。�3）標(biāo)記基因的作用：鑒定受體細(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(lái)。

 

　　常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。

 

　　第三步：將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞

 

　　1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。

 

　　2.常用的轉(zhuǎn)化方法：

 

　　將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞：采用最多的方法是 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。

 

　　將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是 顯微注射技術(shù)。方法的受體細(xì)胞多是 受精卵。

 

　　將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞：感受態(tài)細(xì)胞法：用 Ca2+ 處理細(xì)胞

 

　�。ㄊ蛊涑蔀� 感受態(tài)細(xì)胞 ，再將 重組表達(dá)載體DNA分子 溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過(guò)程）

 

　　原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)： 繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少

 

　　第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)

 

　　1.首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交(DNA-DNA)技術(shù)。

 

　　2.其次還要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，方法是采用分子雜交(DNA-RNA)技術(shù)。

 

　　3.最后檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是采用抗原—抗體雜交技術(shù)。

 

　　4.有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如生物抗蟲或抗病的鑒定等。

 

　�。ㄈ�）基因工程的應(yīng)用

 

　　基因工程的應(yīng)用

 

　　1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。

 

　　2.動(dòng)物基因工程：提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度；改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物：如乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器，方法是將目的基因?qū)�入哺乳�?dòng)物的受精卵中，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。

 

　　3.基因治療是把正�；�因?qū)�入病人的體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療的目的，這是治療遺傳病最有效的手段。

 

　　4.基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用基因檢測(cè)的方法來(lái)判斷患者是否出現(xiàn)了基因異�；驍y帶病原體。

 

 

　　1、下列關(guān)于基因工程敘述正確的是（  ）

 

　　A．各種遺傳病的基因異常是不同的，同一遺傳病的基因異常是相同的

 

　　B．一種基因探針能檢測(cè)水體中的各種病毒

 

　　C．基因治療就是把缺陷基因誘變成正�；�因

 

　　D．基因診斷的基本原理就是DNA分子雜交

 

　　解析：第一步，本題考查生物醫(yī)學(xué)知識(shí)。

 

　　第二步，基因診斷，又稱DNA診斷或分子診斷，該技術(shù)的基本原理是：互補(bǔ)的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行DNA分子雜交。

 

　　因此，選擇D選項(xiàng)。