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高中生物选修部分基因工程知识点汇总

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。

基因工程的原理：基因重组

1.1DNA重组技术的基本工具

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）方式：当限制酶在它识别序列的中心轴线（图中虚线）两侧将DNA的

两条链分别切开时，产生黏性末端，当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，

产生平末端。

平末端

（4）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端有两种形式：黏性末端和

平末端。

2.“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。

3.“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体

（1）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。

（2）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（如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因），供重组DNA

的鉴定和选择。

（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒

1.2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：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。

一：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.从基因文库中获取目的基因

基因文库：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。

基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库称为基因组文库。

部分基因文库：含有一种生物的一部分基因的基因文库称为部分基因文库，

如cDNA文库。

获取目的基因需要的信息：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；以及基因表达产物蛋白质。

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℃，Taq酶从引物起始进行互补链的合成。

（5）特点：指数(2n)形式扩增

二、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，它能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。

（2）终止子：

是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，是转录在需要的地方

停下来。

（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。如抗生素基因。

三、将目的基因导入受体细胞

1.转化的概念：