高三生物一轮复习学案18.doc

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1、高三生物一轮复习学案内容：选修3　现代生物科技专题　专题一基因工程基因工程的诞生：阅读教材“科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程”。基因工程：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。不同的DNA分子能够实现重组,取决于它们具有相同的结构基础：基本单位都是　脱氧核苷酸　，空间结构都是规则的　

2、双螺旋结构　，碱基配对方式都是　A与T配对,G与C配对　。一、DNA重组技术的基本工具1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”来源：主要是从　原核生物　中分离纯化出来。迄今为止，已经从近　300种不同微生物中分离出了约　4000　种限制酶。特点：能够识别　双链DNA分子　中的某种　特定核苷酸序列　（识别特异性）；使每一条链中　特定部位　的两个核苷酸之间的　磷酸二酯键　断裂（切割特异性）。作用结果（见课本P5图1-3）：若在　识别序列的中心轴线两侧　进行切割，形成黏性末端；若在　识别序列的中心轴线处　切

3、开，则形成平末端。意义：由于大多数限制酶存在于原核生物中，可以切割　外源DNA　，使之失效，从而达到保护自身的目的；原核生物自身　不存在该酶的识别序列　或识别序列已经　被修饰　，所以不会对自身造成伤害。2、DNA连接酶——“分子缝合针”种类：E.coliDNA连接酶——来自　大肠杆菌　，只能缝合　具有黏性末端　的双链DNA片段；T4DNA连接酶——来自T4噬菌体，既可以缝合　黏性末端　，也可以缝合　平末端　。作用结果：将两个　DNA片段末端　形成　磷酸二酯　键连接起来。3、基因进入受体细胞的载体——

4、“分子运输车”常见种类：　质粒　、　λ噬菌体的衍生物　、　动植物病毒　等。结构特点（见课本P6图1-5）：能够在受体细胞中进行　自我复制　，或整合到　染色体DNA　上，随染色体DNA进行同步复制；有一个或多个　限制酶切割位点　，供　外源基因　插入；具有特殊的　标记基因　（如抗生素抗性基因，荧光蛋白基因），供重组DNA的　鉴定和选择　；必须对　宿主细胞　是安全的；载体　DNA分子的大小　必须合适。在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在　天然　质粒的基础上进行过　人工改造　的。64、常见与DNA

5、分子相关工具酶的比较（见创新设计P251考点1.1）二、基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤（见课本P8图1-8）：　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　。1、目的基因的提取(1)目的基因：主要是指编码　蛋白质的结构基因　，如与　抗生素抗逆性　有关的基因、与　优良品质相关的　基因、与　生物药物和保健品相关的　基因、与　毒物降解相关的　基因，以及　与工业所需用酶相关的　基因等；少数是具有　调控作用　的因子。注意：起始密码子

6、、终止密码子与启动子、终止子不同，位于mRNA上。(2)提取方法:①从　自然界中已有的物种　中分离出来，如构建　基因组　文库、　cDNA　文库从中获取目的基因。适用范围：对目的基因的碱基序列　一无所知　，且供体DNA　数量丰富　。基因组文库与cDNA文库的比较：文库类型基因组文库cDNA文库文库大小　　大　　　　小　　基因中启动子有　　无　　基因中内含子　　有　　无基因多少某种生物的全部基因某种生物的部分基因物种间的基因交流　　部分基因可以　　可以②利用　PCR技术　扩增目的基因6适用范围：如果我们

7、对目的基因的碱基序列　只知道一部分　，可以设计　引物　。PCR技术原理：利用　DNA双链复制　的原理，在　体外　将基因的核苷酸序列不断加以复制，使其数量成　指数　方式增加。条件：模板DNA；　DNA引物　；原料　四种脱氧核苷酸　(dNTP)；　热稳定性　DNA聚合酶（Taq酶）；Mg2+(激活剂)过程（见课本P10图1-8）：高温变性——90℃-95℃，使　DNA片段双链　解开；低温复性——55℃-60℃，使解链的　DNA两条单链　分别与相应的引物结合；中温延伸——70℃-75℃，taq酶催化从　引

8、物起始　合成　子链　。PCR技术与DNA复制的比较：PCR技术DNA复制解旋方式DNA在高温作用下变性解旋解旋酶催化场所细胞外细胞内酶耐热的DNA聚合酶（taq酶）DNA解旋酶、普通的DNA聚合酶温度条件较高温度下进行细胞内温和条件合成的对象DNA片段或基因DNA分子③人工合成目的基因适用范围——如果　目的基因的碱基序列　全部已知，且基因比较短小。例如，根据蛋白质的　氨基酸序列　推知可能的目的基因　碱基序列　，再通过　DNA合成仪用化学方法人工合成。2、基因表达载体的