2018屆高考一輪復(fù)習(xí)選修三基因工程概念總結(jié)

1、 2018 屆高考一輪復(fù)習(xí)選修三基因工程概念總結(jié)1.1dna重組技術(shù)的基本工具切割dna的工具是限制性核酸內(nèi)切酶（restrictionen donucleases)，又稱限制酶每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線（圖中虛線）兩側(cè)將dna的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是黏性末端，而當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產(chǎn)生的則是平末端。一種能夠?qū)蓷ldna鏈連接起來的酶，稱之為dna連接酶（dna ligase）一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為 ecoli dna 連接酶；另一類是從t 噬菌體中分離4出來的，稱為t dna連接酶4質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡

2、單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核dna之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀dna分子。1.dna連接酶與dna聚合酶是一回事嗎？為什么？答：不是一回事。（1）dna聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而dna連接酶是在兩個dna片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個核苷酸與dna片段之間形成磷酸二酯鍵。（2）dna聚合酶是以一條dna鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的dna鏈；而dna連接酶是將dna雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。因此dna連接酶不需要模板。2.基因工程載體有哪些？答：質(zhì)粒，噬菌體的衍生物、動植物病毒等3.天然的dna分子可以直接

3、用做基因工程載體嗎？為什么？答：作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件。（1） 載體 dna 必需有一個或多個限制酶的切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點(diǎn)所處的位置，還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活。（2） 載體dna必需具備自我復(fù)制的能力，或整合到受體染色體dna上隨染色體dna的復(fù)制而同步復(fù)制。（3） 載體dna必需帶有標(biāo)記基因，以便重組后進(jìn)行重組子的篩選。（4） 載體dna必需是安全的，不會對受體細(xì)胞有害，或不能進(jìn)入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去。（5） 載體dna分子大小應(yīng)適合，以便提取和在體外進(jìn)行操作，太

4、大就不便操作。 實(shí)際上自然存在的質(zhì)粒 dna分子并不完全具備上述條件，都要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。1.2基因工程的基本操作程序1、2、將含有某種生物不同基因的許多 dna片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫（gene library)。基因文庫就像一座圖書館，每一個基因就是一本書。如果一座“圖書館”中包含了一種生物所有的基因，那么，我們就可以說這個基因文庫很大，就像國家圖書館，這種基因文庫叫做基因組文庫(genomic library)。3、4、也有一些基因文庫比較小，就像某個市或某個單位的圖書館，只包含了一種生物的一部分基因，這種基因

5、文庫叫做部分基因文庫，如 cdna文庫如果用某種生物發(fā)育的某個時期的 mrna反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補(bǔ) dna (也叫cdna)片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，那么，這個受體菌群體就叫做這種生物的 cdna文庫。5、6、pcr的原理和做法并不難，它是利用 dna雙鏈復(fù)制的原理，將基因的核苷酸序列不斷地加以復(fù)制，使其數(shù)量呈指數(shù)方式增加 (圖 1 - 8)。利用 pcr技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。7、8、熱穩(wěn)定性 dna 聚合酶（taq 酶）基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定

6、存在，并且可以遺傳給下一代,同時,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。9、啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的 dna片段，位于基因的首端，它是 rna聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出 mrna，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。10、 終止子相當(dāng)于一盞紅色信號燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來。終止子位于基因的尾端，也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的 dna短片段。11、 標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，如抗生素抗性基因就可以作為這種基因。12、 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞是實(shí)施基因工程的第三步。目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化（t

7、ransformation）。13、 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，而對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。 14、 當(dāng)植物體受到損傷時，傷口處的細(xì)胞會分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞，這時農(nóng)桿菌中的 ti質(zhì)粒上的 t-dna (可轉(zhuǎn)移的 dna)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的 dna上。15、 基因槍法 基因槍法（particle gun)又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產(chǎn)生的動力，將包裹在金屬顆粒表面的表達(dá)載體 dna打入受體細(xì)胞中，使目的基因與其整合并表達(dá)的方法。16、 花粉

8、管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加 dna(含目的基因), 使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞。17、 顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多，也是最為有效的一種將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法。18、 大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是：首先用 ca2+處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中 dna分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞19、 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作20、 要檢測轉(zhuǎn)基因生物的 dna上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。檢測方法是

9、采用 dna分子雜交技術(shù)，即將轉(zhuǎn)基因生物的基因組dna提取出來，在含有目的基因的 dna片段上用放射性同位素等作標(biāo)記，以此作為探針，使探針與基因組 dna 雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已插入染色體 dna中21、 還需要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了 mrna，這是檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步。檢測方法同樣是采用分子雜交技術(shù)，與上述方法不同之處是從轉(zhuǎn)基因生物中提取的是 mrna，同樣用標(biāo)記的目的基因作探針，與mrna雜交，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了 mrna22、 檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。檢測的方法與上述方法有所不同，是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行

10、抗原一抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。1.3基因工程的應(yīng)用和 1.4蛋白質(zhì)工程的崛起23、 科學(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，然后，將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物進(jìn)人泌乳期后，可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需要的藥品,而稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。24、 科學(xué)家正試圖利用基因工程方法對豬的器官進(jìn)行改造，采用的方法是將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克豬器官。25、 基因工程

11、的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系一般稱為“工程菌”26、 干擾素是動物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖白。 27、 基因治療是把正常基因?qū)瞬∪梭w內(nèi),使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能,從而達(dá)到治療疾病的目的,這是治療遺傳病的最有效的手段。28、 基因治療包括：體外基因治療和體內(nèi)基因治療29、 先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞,例如 t 淋巴細(xì)胞,進(jìn)行培養(yǎng),然后,在體外完成基因轉(zhuǎn)移,再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng),最后重新輸人患者體內(nèi)(圖 1-27,1-28）。上述方法雖然操作復(fù)雜,但效果較為可靠,稱為體外基因治療。30、 科學(xué)家利用經(jīng)過修飾的腺病毒作載體,成功地將治療遺傳性囊性纖維化病的正常

12、基因轉(zhuǎn)人患者肺組織中。這種直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法叫做體內(nèi)基因治療。31、 用于基因治療的基因有三類。第一類是從健康人體上分離得到的功能正常的基因，用以取代病變基因，或依靠其表達(dá)產(chǎn)物，來彌補(bǔ)病變基因帶來的生理缺陷，如對血友病和地中海貧血病的治療。第二類是反義基因，即通過產(chǎn)生的 mrna 分子，與病變基因產(chǎn)生的 mrna 進(jìn)行互補(bǔ)，來阻止非正常蛋白質(zhì)合成。第三類是編碼可以殺死癌變細(xì)胞的蛋白酶基因，又叫做自殺基因。32、 基因芯片是通過微加土技術(shù),將數(shù)以萬計、乃至百萬計的特定序列的dna 片段（基因探針），有規(guī)律地排列固定于 2cm2的硅片、玻片等支持物上， 構(gòu)成的一個二維dna 探針陣列，與計算機(jī)的電子芯片十分相似，所以被稱為基因芯片。基