选修3《现代生物科技专题》知识整理

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1、选修3《现代生物科技专题》知识整理专题1基因工程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分了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匚分子手术刀”一限制性核酸内切酶(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分了的某种特定的核百酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核百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

2、有两种形式：黏性末端和平末端。2.“分子缝合针”一DNA连接酶⑴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区別：EcoliDNA连接酶來源丁•人肠杆菌，只能将黏性末端之间的磷酸二酯键连接起來；而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。(2)DNA连接酶与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核昔酸加到己有的核昔酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个双链DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”一载体(1)载体具备的条件：①能在受体细胞屮复

3、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具有标记皐因，供重组DNA的鉴定和选择。④大小合适。⑤在宿主细胞内友好借居，不影响宿主细胞的生命活动。(2)最常用的载体是：质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分了。(3)其它载体：入噬菌体的衍生物、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：是指编码蛋白质的基因。2•获取目的基因的方法：(1)从基因文库屮获取H的基因。基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)利用PCR技术扩增目的基因a.原

4、理：DNA双链复制b.原料：已知日的基因的核昔酸序列并以此合成的引物、Taq酶、4种脱氧核昔酸等。c.过程：第1步：加热至90〜95°CDNA解链；第2步：冷却到55〜60°C,引物结合到互补DNA链：第3步：加热至70〜75°C,热稳定DNA聚合酶从引物起始片.补链的合成。这三步不断循环。(3)通过DNA合成仪用化学方法人工合成。第二步：基因表达载体的构建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利发挥作用。2•组成：冃的棊因十启动了十终止了十标记棊因(1)启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首

5、端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋口质。(1)终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。(2)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來。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：是日的基因进入受休细胞内，并且在受休细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：(1)将冃的皋因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有棊因枪法和花粉管通道法等。(2)将日的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此

6、方法的受体细胞多是受精卵。(3)将日的基因导入微生物细胞：最常用的方法是Ca2+转化法：用Ca2+处理细菌，使细菌处于感受态。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DNA上是否插入了冃的慕因，方法是采DNA分了杂交技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用分子杂交。3.最后检测口的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物屮捉取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。三、基因工程的应用1•植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良

7、植物的品质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物及作器官移植的供休。3.基因治疗：把止常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。四、蛋白质工程蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。1.蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质2.蛋口质工程的基本原理：逆中心法则。由于基因决定黃口质，因此，要对蛋口质的结构进行设计改造，最终还必须通过基因来完成。又称为第二代的基因工程

8、。基本途径：从预期的蛋口质功能出发，设计预期的责口质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核昔酸序列(基因)。3.蛋