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时间:2018-12-28
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1、选修3易考知识点背诵专题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。操作环境操作对象操作水平基本过程结果生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的基因产物﹡原理:基因重组﹡目的:创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。﹡意义:能够打破生物种属的界限(即打破生殖隔离,克服远源杂交不亲和的障碍),在分子水平上定向改变生物的遗传特性。【思考】:(1)基因工程的物
2、质基础是:所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。(2)基因工程的结构基础是:所有生物的DNA均为双螺旋结构。(3)一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达,是因为它们共用一套遗传密码子。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(回文结构特点)。限制酶所识别的序列,无论是
3、6个碱基还是4个碱基,都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)分类:根据酶的来源不同,可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类(2)功能:恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。★两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键②区别:E.coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能使黏性末端之间连接;23T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端之间的效率较低。(3)与DNA聚合酶作用的异同:
4、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(4)与DNA分子相关的酶限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶DNA酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键磷酸二酯键作用结果形成粘性末端或平末端形成重组DNA分子形成新的DNA分子形成单链DNA
5、分子形成单个的脱氧核苷酸3.“分子运输车”——载体(1)作用:①作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞内;②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。(2)载体具备的条件:①能在受体细胞中自我复制,或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。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。④大小合适,对受体细胞无害。(3)最常用的载体是质粒。它常存在于原核细胞和酵母菌中,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状DNA分子。(4)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒4.在进行基因工程操作
6、中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改选的。23二、基因工程的基本操作程序步骤:目的基因的获取,基因表达载体的构建,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定第一步:目的基因的获取1.目的基因是指:主要是指编码蛋白质的结构基因,也可以是一些具有调控作用的因子。※基因的结构:基因是有遗传效应的DNA片段(注:RNA病毒为RNA),分为编码区和非编码区。编码区:能转录出mRNA,原核生物中也就是能编码蛋白质的区段非编码区:不能转录出mRNA,也不能编码蛋白质的区段※原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点真核细胞基因结构要比原核细胞的基因结构复杂,
7、编码区间隔的、不连续,能够编码蛋白质的序列被不能够编码蛋白质的序列分隔开来,成为一种断裂的形式,分为:外显子:能够编码蛋白质的序列;内含子:不能够编码蛋白质的序列(1)原核细胞基因的结构非编码区中存在调控遗传信息表达的核苷酸序列:①编码区上游的RNA聚合酶结合位点,即启动子,可控制RNA聚合酶的结合。RNA聚合酶是一种蛋白质,能识别并结合调控序列中的结合位点,能催化DNA转录为RNA②编码区下游有终止子,可控制RNA聚合酶的停止、脱落。(2)真核细胞基因的结构232.获目的基因的来源:从自然界中已有的物种中分离及人
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