高中生物选修三基因工程常考知识点归纳.pdfVIP

1．基因工程的概念

(1)供体：提供目的基因。

(2)操作环境：体外。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理：基因重组。

(5)受体：表达目的基因。

(6)本质：性状在受体体内的表达。

(7)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。

2．基础理论和技术的发展催生了基因工程

(1)20世纪中叶，基础理论取得了重大突破

①DNA是遗传物质的证明：1944年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，

不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生

物个体。艾弗里等人的工作可以说是基因工程的先导。

②DNA双螺旋结构和中心法则的确立：1953年，沃森和克里克建立了DNA双螺旋结

构模型。1958年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明DNA的半保留复制。随后不久确立的中心

法则，解开了DNA复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。

③遗传密码的破译：1963年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。1966年，

霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。这些成果不仅使人们认识到，自然界

中从微生物到人类共用一套遗传密码，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。

(2)技术发明使基因工程的实施成为可能

①基因转移载体的发现：1967年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒有自

我复制能力，并可以在细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。

②工具酶的发现：1970年，阿尔伯、内森斯、史密斯在细菌中发现了第一个限制性内

切酶(简称限制酶)后，20世纪70年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，

这些发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。

③DNA合成和测序技术的发明：自1965年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977

年，科学家又发明了DNA序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA

合成仪的问世又为引物、探针和小分子量DNA基因的获得提供了方便。

④DNA体外重组的实现：1972年伯格首先在体外进行了DNA改造的研究，成功地构

建了第一个体外重组DNA分子。

⑤重组DNA表达实验的成功：1973年，博耶和科恩选用仅含单一EcoRⅠ酶切位点的

载体质粒pSC101，使之与非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段重组。重组的DNA转入大

肠杆菌DNA中，转录出相应的mRNA。这个实验证明了质粒不仅可以作为基因工程的载体，

重组DNA还可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中成功表达，并实现物种之间的

基因交流。至此，表明基因工程正式问世。

⑥第一例转基因动物问世：1980年，科学家首次通过显微注射培育出世界上第一个转

基因小鼠。1983年，科学家又采用农杆菌转化法，培育出世界上第一例转基因烟草。此后，

基因工程进入了迅速发展阶段。

⑦PCR技术的发明：基因工程问世后，1988年由穆里斯发明的PCR技术，使基因工程

技术得到了进一步发展和完善。

3．基因工程的操作工具

(1)限制酶

(2)DNA连接酶

①作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。

②类型

常用类型E·coliDNA连接酶TDNA连接酶

4

来源大肠杆菌T噬菌体

4

功能只缝合黏性末端缝合黏性末端和平末端

结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

③DNA连接酶和限制酶的关系

(3)载体

①

②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。

③载体的作用：携带外源