生物选修三知识点修订版.doc

选修3《现代生物科技专题》知识点总结 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：黏性末端和平末端。 ?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。? ??DNA连接酶?DNA聚合酶?；作用实质：形成磷酸二酯键?；化学本质：蛋白质 ?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）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。? （3）其它载体：λ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?。? 2.原核基因采取直接分离获得，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.PCR技术扩增目的基因? （1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。? （2）目的：获取大量的目的基因? （3）原理：DNA双链复制? （4）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合；?第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。? （5）特点：指数(2^n)形式扩增? 第二步：基因表达载体的构建(核心)? 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中是否含有目的基因，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：? （1）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，其次还有?基因枪法和?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。方法的受体细胞多是?受精卵。? （2）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?Ca2+?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.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交(DNA-DNA)技术。? 2.其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用分子杂交(DNA-RNA)技术。 ?3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原—抗体杂交技术。? 4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。? （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。? 3.