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1、高中生物选修三知识点生物选修3知识点专题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,又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。（-）基因工程的基本工具1•“分子手术刀”限制性核酸内切酶邙艮制酶）（1）来源：主要是从原核生物屮分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种睦定的核昔酸序列，并且使每一条链中睦定部位的两个核昔酸之间的磷酸二酯键断开,因此
2、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。2.“分子缝合针”一一DNA连接酶⑴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连接酶來源于大肠杆菌，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Z间的效率较低。（2）与DA聚合酶作用的界同:DM聚合酶只能将里丄迟酸加到已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DNA
3、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能在宿主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。③对受体细胞无害。（2）最常用的载体是軽，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外,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以及一些具有调控作用的因子。2.原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工
4、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）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至90〜95CDNA解链：第二步：冷却到55〜60°C,引物结合到互补DNA链；第三步:加热至70〜75°C,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成°使H键断裂的方法：（1）高温，（2）DNA解旋酶第二步：基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞屮稳定存在,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：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
5、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。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞屮是否含有目的基因,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（双子叶植物和裸子植物）其次还有基因枪法（单子叶植
6、物）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。此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C/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。3.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.首先耍检测转基因生物的
7、染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的—抗体进行抗原一抗体杂交。4.有时述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即抗虫的接种试验。（三）基因工程的应用1•植物基因工程的应用：主要用于提高农作物的抗逆能力，改良农作物的品质，利用植物牛•产药物等方面（1）抗虫转基因植物：用于杀虫的基因主要是Bt毒蛋白基因（对
8、哺乳动物没有伤害）、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因。（2）抗病转基因植物：病原微生物：引起植物牛病微牛•物。主要有病毒、真菌和细I用于抗病的基因：病毒外壳蛋白基因，病毒的复制酶基因，几丁质酶基因，抗毒素合成基因。（3）抗逆转基因植物：A.造成植物减产的原因:盐碱、干旱、低温、涝害等不利条件。盐碱和
