生物选修3知识点总结

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1、生物选修3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

2、DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。（4）注意：①一般用两种限制酶同时切割载体（质粒）和目的基因，意义在于:防止目的基因自身环化以及目的基因反向连接到质粒。②选取限制酶酶切时，需要避免限制酶损坏目的基因的完整性和标记基因（抗生素抗性基因）。2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)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；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的

3、之间的效率较低。(2)DNA连接酶与DNA聚合酶的异同：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。3.“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状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基

4、本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的基因。第13页共13页2.目的基因的获取：自然界中已有的物种中分离（原核基因），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_。从基因文库中获取目的基因，含有一种生物所有基因的文库叫做基因组文库，只包含一种生物的一部分基因的文库叫做部分基因文库，例如：cDNA文库。（cDNA：某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段）3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）前提：已知目的基因的核苷酸序列。（3）过程：第一步变性：加热

5、至90～95℃DNA解链；第二步复性：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步延伸：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶（Taq酶）从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建（基因工程的核心）1.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。2.组成：启动子＋目的基因＋终止子＋标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于目的基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动目的基因转录出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

6、基因的尾端。（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抗性基因。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。农杆菌转化法：农杆菌能在自然状态下感染双子叶植物和裸子植物，当植物受伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可

7、转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。利用显微注射技术将目的基因注入到受精卵内没有融合的雄原核中。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+（CaCl）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。第13页共13页3.重组基因导入受体细胞后，筛选含有基

8、因表达载体的受体细胞依据是标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测和表达（检测基因工程是否成功的一步）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