人教版高中生物选修3知识点总结.docx

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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 概念: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。基本原理:让目的基因在受体细胞内稳定且高效的表达 理论基础 :DNA 是生物遗传物质的发现 ,DNA 双螺旋结构,遗传信息传递方式 核心:构建重组 DNA分子 (一)基因工程的基本工具 “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。 注意:用同种限制酶分别切割目的基因和载体从而形成相同的粘性末端,然后用 DNA连接酶将目的基因和载体连接起来 ,有时用不同限制酶也可以形成相同的粘性末端, 用两种限制酶切割使目的基因和载体两端各形成两种粘性末端,防止载体和目的基因自身环化 “分子缝合针”—— DNA连接酶 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。 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 不同点 连接的 DNA 双链 单链模板 不要模板 要模板 连接的对象 2 个 DNA 片段 单个脱氧核苷酸加到已存在的单链 DNA片段上相同点 作用实质 形成磷酸二酯键 化学本质 蛋白质 “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 目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因 。 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,断裂氢键; 第二步:冷却到 55~ 60℃,引物与两条单链 DNA结合,形成局部双链 DNA; 第三步:加热至 70~ 75℃, 热稳定 DNA聚合酶( Taq 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 ( 6)使用的前提: 已知目的基因的一段核苷酸序列第二步:基因表达载体的构建 ( 核心) 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。 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 mRN,A 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。 注意:①载体与表达载体的区别:二者都有标记基因和复制原点两部分 DNA片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构②用到的工具酶: 既用到限制酶切割载体,又用到 DNA连接酶将目的基因和载体拼接,两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键③启动子、终止子对于目的基因表达必不可少④目的基因不能单独 进入受体细胞,必需以表达载体的方式携带进去。第三步:将目的基因导入受体细胞 _ 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。 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 ( 农杆菌特点: 易感染双子叶植物和裸子植物, 对大多数单子叶植物没有感染能力。 原理: Ti 质粒上的 T---

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