知识清单37 基因工程和蛋白质工程（4大考点+10个易错点）-2025年高考生物一轮复习知识清单.docx

知识清单37基因工程和蛋白质工程

考点1重组DNA技术的基本工具

1．基因工程的概念：基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，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。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。对基因工程概念的理解：

基因工程的别名

基因剪切拼接技术、重组DNA技术、转基因技术

操作环境

主要在生物体外

操作对象

基因(DNA)

操作水平

DNA分子水平

基本程序

剪切→拼接→导入→表达

结果

创造出人类需要的新的生物类型和生物产品

原理

基因重组

特点

定向改造生物遗传特性；彻底打破种间界限

2．基因工程的基本工具

(1)限制性内切核酸酶——“分子手术刀”：切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。

①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

②作用特点：切割外源DNA，对自身的DNA不起作用，从而达到保护自身的目的；专一性，能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。

③作用结果：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)DNA连接酶——“分子缝合针”：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，依靠的是DNA连接酶。

①DNA连接酶的作用：连接两个DNA片段的末端，拼接成新的DNA分子。

②DNA连接酶的种类和特点

种类

E.coliDNA连接酶

T4DNA连接酶

来源

大肠杆菌

T4噬菌体

特点

只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来

既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，也能连接双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低

③作用实质：DNA连接酶能将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。

(3)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”：要将外源基因送入受体细胞，还需要有运输工具，这就是“分子运输车”，又叫载体(或运载体)。

①载体的作用：一是作为运载工具，与外源基因(即目的基因)的DNA片段结合，将目的基因转移到受体细胞中；二是在受体细胞内对目的基因进行大量的复制。

②常用的载体：最常用的载体是质粒。其他载体：噬菌体、动植物病毒等。

③需具备的条件

能在受体细胞中稳定保存并复制。

具有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。

具有标记基因，便于筛选含重组DNA分子的细胞。

对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。

3．DNA的粗提取与鉴定

(1)实验原理：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。

①DNA的溶解性：DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精(利用这一原理，可初步分离DNA与蛋白质)。DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同(利用这一特点，选择适当浓度的NaCl溶液就能使DNA充分溶解，从而使杂质沉淀：或者让其他成分溶解而使DNA析出，以达到分离的目的)。

②DNA的鉴定原理：在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色。

(2)实验步骤

补充说明：

质粒作为载体的原因，质粒DNA分子有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中；携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；质粒上常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选；质粒不影响受体细胞正常的生命活动。

考点2基因工程的基本操作程序

1．目的基因的筛选与获取

(1)目的基因主要是指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。

(2)获取目的基因的方法：从基因文库中获取目的基因；利用PCR获得和扩增目的基因

(3)利用PCR获得和扩增目的基因

①含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。需要具备的条件有模板、原料、引物、酶、控制温度等。

②原理：利用DNA半保留复制原理，在体外将目的基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量成指数形式扩增(约为2n，其中为扩增循环的次数)。

③前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。

④PCR的反应及其作用

条件

作用

在一定的缓冲液(含Mg2+)中进行

提供相对稳定的pH环境；真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活

4种脱氧核苷酸

作为合成DNA子链的原料

DNA母链

作为DNA复制的模板

Taq酶(耐高温)

催化合成DNA子链

引物

使Taq酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸

温度控制

90℃以上

变性：使DNA片段双链解开

50℃