人教版高中生物选修3知识点总结.docxVIP

WORD格式 专业资料整理 选修 3《现代生物科技专题》知识点总结 专题 1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望， 进行严格的设计， 通过体外 DNA重组和转基因技术， 赋予生物以新的遗传特性， 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做 DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1. “分子手术刀”——限制性核酸内切酶（ 限制酶 ） （ 1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （ 2）功能：能够 识别 双链 DNA分子的某种 特定的核苷酸序列 ，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 磷 酸二酯键 断开，因此具有专一性。 （ 3）结果：经限制酶切割产生的 DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 “分子缝合针”—— DNA连接酶 两种 DNA连接酶（ E· coliDNA 连接酶和 T4- DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合 磷酸二酯键 。 ②区别： E· coliDNA 连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链 DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 与 DNA聚合酶作用的异同 : DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端， 形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个 DNA片段的末 端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶 DNA聚合酶 不同点 连接的 DNA 双链 单链 模板 不要模板 要模板 连接的对象 2 个 DNA片段 单个脱氧核苷酸加到已存在的单链 DNA片段上 相同点 作用实质 形成磷酸二酯键 化学本质 蛋白质 “分子运输车”——载体 1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA片段插入。③具有 标记基因 ，供重组 DNA的鉴定和选择。 2）最常用的载体是 质粒 , 它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环 DNA分子。 3）其它载体： λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒 ( 二) 基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1. 目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因 。 2. 原核基因采取 直接分离 获得，真核基因是 人工合成 。人工合成目的基因的常用方法有反转录法 _和化学合成法 _。 3.PCR 技术扩增目的基因 （ 1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定 DNA片段的核酸合成技术。 （ 2）目的：获取大量的目的基因 （ 3）原理： DNA双链复制 （ 4）过程：第一步：加热至 90～ 95℃ DNA解链为单链； 第二步：冷却到 55～ 60℃，引物与两条单链 DNA结合； 第三步：加热至 70～ 75℃， 热稳定 DNA聚合酶 从引物起始进行互补链的合成。 5）特点：指数 (2 n) 形式扩增 第二步：基因表达载体的构建 ( 核心 ) 目的： 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 组成： 目的基因 ＋启动子 ＋终止子 ＋标记基因 （ 1）启动子：是一段有特殊结构的 DNA片段，位于基因的首端，是 RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （ 2）终止子：也是一段有特殊结构的 DNA片段 ，位于基因的尾端。 第 1页共8页 3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞_ 1. 转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2. 常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法 ，其次还有 基因枪法 和 花粉管通道法 等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术 。方法的受体细胞多是 受精卵 。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ，最常用 的原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是： 先用 Ca2+ 处理细胞，使其成为 感受态细胞 ，再将 重组表达载体 DNA 分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA分子，完成转化过程。 重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测和表达 1. 首先要检测转基因生物的染色体 DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交 (DNA-DNA)技术。 其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用 分子杂交 (DNA-RNA)技术。 3. 最后检测目的基因是否翻译成蛋白质