人教版高中生物选修3专题一基因工程详细知识点.docVIP

生物选修三 易考知识点背诵 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（微生物）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DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端（中心轴线的两侧）和平末端（中心轴线） 大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列: 他们识别的核苷酸序列不同,但是切点都是在G↓C之间。 （4）比较有关的DNA酶 （1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基 （2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。 （3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 （4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 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连接酶来自T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同： 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）运载体使用的目的：①是用它做运载工具，将目的基因转运到宿主细胞中去。②是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 （3）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。它有多个限制酶切位位点，可自我复制，也可整合到染色体DNA随染色体同步复制。其上有标记基因如氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因等。被用做载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行人工改造的。 （4）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。来源不同不同，结构、大小、插入片段有很大差别。 (二)基因工程的基本操作程序 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 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 。 2.原核基因采取直接分离（即已有物种）获得，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_。 3.获得目的基因的方法 （一）从基因文库中获取目的基因： 基本概念的理解： ①将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。 ②将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然后将这些片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。这个群体包含了这种生物的所有基因。这种基因文库叫基因组文库。 ③有些基因文库比较小，只包含了一种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，如cDNA文库（用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA（也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体叫做这种生物cDNA文库。） 怎样提取： 根据目的基因有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列，基因的功能，基因在染色体的位置，基因的转录产物mRNA以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。 （二）PCR（即多聚酶链式反应，1988年穆里斯发明）技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制基本原理 前提：一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物。 条件：a..四种脱氧核苷酸 b.DNA的两条链为模板 c.热稳定DNA聚合酶(Taq酶） d.一对引物（一小段单链DNA或RNA，一般20