选修三现代生物科技专题知识总结

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1、选修三现代生物科技专题专题一基因工程基因工程：指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过“体外DNA重组和转基因”等技术，赋予生物以新的“遗传特性”，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此，又叫做“DNA重组技术”。第一节DNA重组技术的基本工具一、限制性核酸内切酶——分子手术刀（简称限制酶）1.来源：从原核生物中分离纯化而来。2.特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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。3.作用部位：磷酸二酯键4.作用实质：使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷

2、酸二酯键断开。5.作用结果：产生黏性末端或平末端6.六种酶的比较：实质模板作用部位作用结果限制酶切割目的基因或载体不需要磷酸二酯键形成黏性末端或平末端DNA连接酶催化两个双链DNA片段连接起来不需要形成重组DNA分子DNA聚合酶催化脱氧核苷酸单链与单个脱氧核苷酸连接需要（DNA单链）形成新的DNA分子DNA水解酶催化DNA分子水解不需要形成脱氧核苷酸DNA解旋酶催化DNA分子双链解旋不需要碱基对间的氢键形成单链DNA分子RNA聚合酶催化RNA的合成需要（DNA单链）磷酸二酯键形成新的RNA注解：（1）基因重组的三种类型：①基因的交叉互换：减I前期；②基因的自由组合：减I后期；③

3、基因工程：可定向改造生物性状。（2）对限制酶的理解：①限制酶是一类酶，而不是一种酶；②限制酶的成分均为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强碱或强酸均易使之变性失活；③限制酶作为酶类，其催化作用具有高效性、专一性和作用条件较温和等特点；④限制酶主要来源于原核生物，如细菌；在原核细胞内，限制酶起切割外源DNA，防止寄生生物侵染的作用。二、DNA连接酶——分子缝合针1.类型：根据酶的来源不同，可分为：E·coliDNA连接酶（从大肠杆菌中获取）和T4DNA连接酶（从T4噬菌体中获取）。2.作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

4、3.特点：E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端，T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端，但连接平末端的效率较低。三、基因进入受体细胞的载体——分子运输车1.作用：将含有外源基因（即目的基因）的DNA片段结合，将外源基因送入受体细胞中。2.载体必须具备的条件：（1）有一至多个限制酶切点（方便目的基因插入）（2）能自我复制（使目的基因在宿主细胞中能保存下来并能大量复制）（3）有特殊的标记基因（对导入目的基因的受体细胞进行检测与筛选）3.载体的种类（1）质粒：是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外的，具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。质粒是最常用的载

5、体。（2）其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等注解：①天然质粒需要经过人工改造后，才能用作基因工程中的载体；②基因工程中的载体与细胞膜上的载体蛋白的区别基因工程中的载体细胞膜上的载体蛋白来源细菌的质粒、噬菌体、动植物病毒细胞膜上的蛋白质作用将目的基因转移到宿主细胞中，并能在宿主细胞中对目的基因进行大量复制运载要进出细胞的某些物质③对限制酶和载体切割位点的说明a.若用于切割载体的限制酶有多个切点，则切割后载体可能丢失含有复制起始点的片段，重组DNA分子进入受体细胞后便不能进行自主复制；b.切点所处位置必须在载体本身需要的基因片段之外，以避免载体因目的基因的插入而失活。第二节基

6、因工程的基本操作程序一、目的基因的获取1.目的基因：编码蛋白质的基因2.获取目的基因的方法：（1）从基因文库中获取基因文库包括：基因组文库（包含一种生物所有的基因）和部分基因文库（只包含一种生物的一部分基因，如cDNA文库）。（2）利用PCR技术扩增目的基因（3）人工合成：（条件：基因比较小，核苷酸序列又已知的情况下）①反转录法：目的基因的mRNA单链DNA双链DNA（即目的基因）②化学合成法：已知蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列目的基因的核苷酸序列目的基因注解：（1）用DNA探针从基因文库中准确提取目的基因由于DNA双链的核苷酸序列是彼此互补的，当DNA分子杂交时，首先

7、使双链解开，根据目的基因的核苷酸序列制成一段与之互补的核苷酸短链，并用同位素标记，以此作为探针，用探针探查基因文库中已经变性的DNA片段，如果有一个DNA片段能和探针互补，结合成双链，这一片段即含有目的基因。（2）详解PCR技术①原理：利用DNA双链复制的原理，在体外将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数形式扩增（约为2n，n为扩增循环的次数）.②过程：可采用PCR扩增仪，进行扩增（教材）③PCR的反应条件：条件作用在一定的缓冲液进行提供相对稳定的pH环境四种脱氧核苷酸作为合成DN