圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台第10章微生物与基因工程10.1复习笔记基因工程又称重组DNA技术，是在分子水平上对基因进行操作的技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作，从而使生物体的遗传性状发生定向变异。考点一、基因工程概述1．历史回顾基因工程的发展史见表10-1。表10-1基因工程的历史回顾2．基因工程的基本过程基因工程的核心是基因重组、克隆和表达，其主要步骤如下。（1）基因的分离或合成外源基因的来源：1/78圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台①从文库中分离基因；②通过化学合成基因；③PCR体外扩增基因；④定位诱变而得到经改造的基因。（2）外源基因与载体DNA的体外重组利用DNA重组技术，将外源基因插入到质粒、病毒或染色体DNA片段构建成的载体中，形成具有自主复制起点的“重组DNA分子”。（3）重组DNA导入宿主细胞利用转化、转染或感染等方式将重组DNA导入适合的细胞中（微生物、动植物细胞），通过DNA的自我复制完成基因克隆。（4）重组受体细胞的筛选与鉴定筛选所需的目的基因，克隆产物进一步通过测序和鉴定确定目标基因产物。（5）控制外源基因的表达使导入细胞中的基因在特定的环境中表达获得所需产品或是某一物种获得新性状。3．微生物与基因工程的关系基因工程的一切操作都离不开微生物，可以从以下几个方面说明。（1）基因资源微生物中如抗高温、抗高盐、抗高碱、抗低温、分解有毒物质和杀虫等独特的基因，为基因工程提供丰富的基因资源。（2）基因工程载体克隆载体主要是由质粒、噬菌体等微生物组成。（3）基因工程工具酶基因工程所用的工具酶大多数从微生物中分离纯化得到。2/78圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台（4）基因克隆的宿主无论是植物工程还是动物基因工程都要使重组基因在大肠杆菌中克隆和拼接改造，构建载体，才能转移到植物或动物细胞中。（5）基因表达的生物反应器为了大规模得到基因产物，进行商业化生产，通常将外源基因表达载体导入大肠杆菌或酵母菌中构建工程菌，利用工厂发酵来实现。（6）基因工程理论研究微生物的基因结构、性质和表达调控的研究为基因工程提供理论研究。考点二、基因的分离、合成和定位诱变1．从基因文库或cDNA文库中分离目的基因（1）从基因文库中分离目的基因基因文库指整套由基因组DNA片段插入克隆载体获得的分子克隆的总和，包括一个生物的全部遗传信息。①基因文库的构建步骤a．提取某一细胞或组织中的基因组DNA；b．用酶将其切成适当长度的DNA片段；c．选择大容量载体，在合适位点将其切开；d．体外连接基因组DNA片段和载体DNA；e．重组DNA转化入感受态细菌中。②从基因文库中筛选目的基因3/78圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台利用标记基因探针、限制性内切酶、PCR等。（2）从cDNA文库中分离目的基因cDNA文库是指细胞全部mRNA为模板逆转录成cDNA，与适当的载体连接后分子克隆的总和。①cDNA文库的构建步骤a．提取目的生物mRNA；b．利用逆转录酶和适当的引物合成cDNA的第一条链；c．以cDNA第一条链作为模板，利用DNA聚合酶Ⅰ和引物合成cDNA第二条链；d．体外连接cDNA与载体；e．对噬菌体进行体外包装及感染或质粒的转化。②cDNA文库的优点a．mRNA的分子种类数比基因组小得多，因此筛选更加容易；b．cDNA更利于真核生物的基因表达和克隆。③从cDNA文库中筛选目的基因方法同从基因文库中筛选。2．基因的化学合成通过化学法，可以合成某种已知核苷酸序列的基因，或某种已知氨基酸序列的蛋白质。3．PCR扩增基因聚合酶链反应（PCR）是一种体外快速扩增特定DNA序列的技术。（1）PCR扩增原理4/78圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台PCR扩增原理包括3个反应：①变性：反应体系加热至95℃时，模板DNA变性成为两条单链。②退火：体系下降至适宜温度时，引物与模板DNA两端的碱基配对。③延伸：温度升至72℃时，DNA聚合酶催化引物3′端向前延伸，合成与模板互补的DNA链。（2）来自微生物的耐高温DNA聚合酶表10-2来自微生物的耐高温DNA聚合酶（3）PCR的应用①基因扩增和DNA探针制备。②检查传染病、遗传病和对癌基因的分析确定。③个体的鉴别和亲缘关系的判定。4．基因的定位诱变（1）定义定位诱变是指按照设计的要求，使基因的特定序列发生删除、插入或置换等变异。（2）寡核苷酸指导的定位诱变①含目的基因单链DNA的制备。②合成一段含有变异碱基的寡核苷酸。③寡核苷酸与目的基因退火，合成异源双链DNA。5/78
沈萍主编的《微生物学》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第十章至第十二章【圣才出品】
