2022年專題一基因工程知識點(diǎn)歸納

1、精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -專題一基因工程一【高考目標(biāo)定位】1、專題重點(diǎn) ：DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具；基因工程的基本操作程序四個(gè)步驟； 基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用；蛋白質(zhì)工程的原理；2、專題難點(diǎn) ：基因工程載體需要具備的條件；從基因文庫中獵取目的基因；利用 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；基因治療；蛋白質(zhì)工程的原理；二【課時(shí)支配】2 課時(shí)三【考綱學(xué)問梳理】第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具教材梳理：學(xué)問點(diǎn)一基因工程的概念：基因工程是指依據(jù)人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，給予生物以新的遺傳特性，從而制造出更符合人們需

2、要的新的生物類型和生物產(chǎn)品；由于基因工程是 在 DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)； 留意：對本概念應(yīng)從以下幾個(gè)方面懂得：操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物學(xué)問點(diǎn)二基因工程的基本工具1. 限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”（ 1）限制性內(nèi)切酶的來源 ：主要是從原核生物中分別純化來的；（ 2）限制性內(nèi)切酶的作用 ：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并能將每一條鏈上特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵切開；（ 3）限制性內(nèi)切酶的切割方式及結(jié)果 ：在中心軸線兩側(cè)將DNA切開， 切口是黏性末端；沿著中心軸線切

3、開DNA，切口是平末端；2. DNA 連接酶“分子縫合針”（ 1） 來源 ：大腸桿菌、T4 噬菌體（ 2） DNA連接酶的 種類 ： E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶；（ 3）作用 及作用部位： E.coliDNA連接酶作用于黏性末端被切開的磷酸二精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 1 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -酯鍵， T4DNA連接酶作用于黏性末端和平末端被切開的磷酸二酯鍵；留意：比較有關(guān)的DNA酶（ 1） DNA水解酶：能夠?qū)NA水解成四種脫氧核苷酸，

4、完全水解成膦酸、脫氧核糖和含氮堿基（ 2）DNA解旋酶：能夠?qū)NA或 DNA的某一段解成兩條長鏈，作用的部位 是堿基和堿基之間的氫鍵；留意：使DNA解成兩條長鏈的方法除用解旋酶 以外，在適當(dāng)?shù)母邷兀ㄈ?4）、重金屬鹽的作用下，也可使DNA解旋；（ 3） DNA聚合酶 ：能將單個(gè)的核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成DNA長鏈；（ 4） DNA連接酶 ：是通過磷酸二酯鍵連接雙鏈DNA的缺口；留意比較DNA聚合酶和 DNA連接酶的異同點(diǎn)；3. 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車”（ 1）分子運(yùn)載車的 種類 ：質(zhì)粒： 常存在于原核細(xì)胞和酵母菌中，是一種分子質(zhì)量較小的環(huán)狀的暴露的DNA分子，獨(dú)立于擬核之外；病

5、毒：常用 的病毒有噬菌體、動植物病毒等；（ 2）運(yùn)載體 作用 ：是用它做運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)運(yùn)到宿主細(xì)胞中去；是利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制；（ 3）作為運(yùn)載體必需具備的條件 ：在宿主細(xì)胞中儲存下來并大量復(fù)制有多個(gè)限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)有肯定的標(biāo)記基因，便于挑選；思維探究：學(xué)問點(diǎn)3、4、5 主要是介紹DNA重組技術(shù)的三種基本工具及其作用；限制酶“分子手術(shù)刀”，主要是介紹限制酶的作用，切割后產(chǎn)生的結(jié)果；在這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)關(guān)懷的問題之一是：限制酶從哪里查找？我們可以聯(lián)想從前學(xué)過的內(nèi)容噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)，進(jìn)而熟悉細(xì)菌等單細(xì)胞生物簡單受到自然界外源DNA的入侵；那么這類原核生物之所以長期

6、進(jìn)化而不絕滅，有何愛護(hù)機(jī)制？進(jìn)而聯(lián)想到可能是有什么酶來切割外源DNA，而使之失效，達(dá)到愛護(hù)自身的目的”；這樣就對“限制酶主要是從原核生物中分別純化出來”的熟悉提高了一個(gè)層次；基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn) 輸車”的學(xué)習(xí)內(nèi)容，不能僅僅著眼于記住這幾個(gè)條件，而應(yīng)當(dāng)深化摸索每一個(gè)條件的內(nèi)涵， 通過深思熟慮， 才能真正明確為什么要有這些條件才能充當(dāng)載體；教材拓展：拓展點(diǎn)一限制酶所識別序列的特點(diǎn)限制酶所識別的序列的特點(diǎn)是：出現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱，無論是奇數(shù)個(gè)堿基仍是偶數(shù)個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，如圖，中軸線兩側(cè)的雙鏈精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁，共 9 頁 - -

7、 - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -DNA 上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的；如：以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱；以為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱；拓展點(diǎn)二DNA 連接酶連接的是什么部位？DNA連接酶是將一段DNA片段 3端的羥基與另一DNA片段 5端磷酸基團(tuán)上的羥基連接起來形成酯鍵，而不是連接互補(bǔ)堿基之間的氫鍵；第 2節(jié)基因工程的基本操作程序教材梳理：基因工程的基本操作步驟為四步曲：目的基因的獵取；基因表達(dá)載體的構(gòu)建；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測與鑒定；一目的基因的獵取1目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因；2目的基因的獵

8、取方法：基因組文庫從基因文庫中獵取cDNA文庫人工合成逆轉(zhuǎn)錄法、依據(jù)已知的氨基酸序列估計(jì)脫氧核苷（真核生物）序列、 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、DNA合成儀合成等；注: 需要重點(diǎn)復(fù)習(xí)的內(nèi)容有：a 基因組文庫與部分基因文庫的含義及區(qū)分（教材 P10 表格），建立基因文庫的目的？如何從基因文庫中獵取目的基因？ b 逆轉(zhuǎn)錄法的過程cPCR技術(shù)（原理、場所、條件、過程、特點(diǎn)）DNA復(fù)制與 PCR技術(shù)列表比較；如下所示：精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 3 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - -

9、 -（ 1）從基因文庫中獵取基因文庫：將含有某種生物不同基因的很多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體儲存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因；構(gòu)建基因文庫的目的：為了在不知目的基因序列的情形下，便于獲得所需的目的基因；基因組文庫：含有一種生物的全部基因；部分基因文庫 （如 cDNA文庫）：含部分基因， 可由 mRNA反轉(zhuǎn)錄而來；（ 2）利用 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)；原理： DNA雙鏈復(fù)制原料：模板 DNA；RNA引物；四種脫氧核苷酸； 熱穩(wěn)固 DNA聚合酶（Taq酶）；方法： DNA受熱變性解旋為單鏈、冷卻后 RNA引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)

10、合、 DNA聚合酶作用下延長合成互補(bǔ)鏈；過程：熱變性（90-95 ）、退火（ 55-60 ）、延長（ 70-75 ）；特點(diǎn)：指數(shù)形式擴(kuò)增二基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心體外進(jìn)行）1目的： 使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)固存在；可以遺傳給下一代；使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -目的基因：依據(jù)需要來挑選；2基因表達(dá)啟動子：位于基因首端，RNA 聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動轉(zhuǎn)錄基因；載體的組成終止子：位于基因尾端

11、，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來；標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因；3方法： 同種限制酶分別切割載體和目的基因，再用 DNA連接酶把兩者連接；目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運(yùn)載體）4條件：同種限制酶、DNA 連接酶、（目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因）三將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維護(hù)穩(wěn)固和表達(dá)的過程；導(dǎo)入植物細(xì)胞：常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（將構(gòu)建的載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，再讓農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞），基因槍法、花粉管通道法；（ 過程重點(diǎn)介紹 ）導(dǎo)入動物細(xì)胞：顯微注射法 （將基因表達(dá)載體提純，用顯微儀注射到受精卵中） （ 過程重點(diǎn)介紹）2導(dǎo)入微生物細(xì)胞： Ca處理受體

12、細(xì)胞成為感受態(tài)細(xì)胞，再進(jìn)行混合；提示： 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是利用農(nóng)桿菌（胞內(nèi)寄生菌）對植物的感染而把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；四目的基因的檢測和鑒定分子檢測：導(dǎo)入檢測+表達(dá)檢測導(dǎo)入檢測：利用DNA分子雜交技術(shù)，目的基因DNA一條鏈（作探 針）與受體細(xì)胞中提取的DNA雜交，看是否有雜交帶；表達(dá)檢測：目的為了檢測是否轉(zhuǎn)錄出了mRN，A 利用DNA-mRNA分子雜交技術(shù) ，目的基因DNA一條鏈（作探針） 與受體細(xì)胞中提取的mRNA雜交，精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - -

13、 - - - - - -看是否有雜交帶；表達(dá)檢測：目的為了檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)；抗體與蛋白質(zhì)進(jìn)行 抗原抗體雜交，看是否有雜交帶；個(gè)體水平的鑒定：進(jìn)行抗蟲、抗病的接種試驗(yàn)，依據(jù)其性狀判定是否表達(dá)；提示： DNA分子雜交技術(shù)第一提取受體細(xì)胞中的DNA，然后高溫解成單鏈，再與同位素標(biāo)記的DNA探針雜交；抗原抗體雜交所用到的抗體是用表達(dá)出的蛋白質(zhì)注射動物進(jìn)行免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，并提取出而來的第 3 節(jié) 基因工程的應(yīng)用教材梳理：學(xué)問點(diǎn)一植物基因工程的應(yīng)用植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆才能（如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面；1. 提

14、高抗逆性（ 1）常用抗蟲基因：用于抗蟲（殺蟲）的基因主要是Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等；（ 2）常用抗病基因： a. 抗病毒基因有： 病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因； b. 抗真菌基因有：幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因（ 3）其他抗逆基因： 環(huán)境條件對農(nóng)作物的生產(chǎn)會造成很大影響，并且這些影響是多方面的，因此，抗逆性基因也有多種多樣，如：抗鹽堿和干旱的調(diào)劑細(xì)胞滲透壓基因、抗凍基因、抗除草劑基因等等；2. 改良植物品質(zhì)由于人們的食品含有的養(yǎng)分不平穩(wěn)，不能滿意人們對食品的要求，這樣，可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使植物能夠合成某些原來不能合成的物質(zhì)；如科學(xué)家將必需氨

15、基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏校蛘咿D(zhuǎn)變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量；學(xué)問點(diǎn)二動物基因工程的應(yīng)用1. 用于提高動物生長速度：由于外援生長激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動物生長得更快，將這類基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率；如： 轉(zhuǎn)基因綿羊和轉(zhuǎn)基因鯉魚；2. 用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)：基因工程可用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)；如：有些人對牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后會顯現(xiàn)過敏、腹瀉、惡心等不適 癥狀，科學(xué)家將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，這樣所獲得的牛奶其成分精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 6 頁，共 9 頁 - - - - - - - -

16、- -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -不受影響，但乳糖的含量大大減低；3. 生產(chǎn)藥物基因工程不但促進(jìn)了傳統(tǒng)技術(shù)的變革，也為人類供應(yīng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)難以得到的很多昂貴藥品，并已形成基因工程制藥業(yè)的雛形；目前諸如人胰島素、人生長激素、人腦激素、 干擾素、乙肝疫苗、蛋白C、組織血纖維蛋白溶酶原激活劑等數(shù)十種基因工程藥物已實(shí)現(xiàn)商品化；此外，仍有促紅細(xì)胞生成素、 白細(xì)胞介素 2、腎素、 心鈉素等一大批寶貴藥品正處于試用或臨床試驗(yàn)階段；4. 用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體：目前，人體移植器官短缺是一個(gè)世界性的難題，用其它動物的器官替代，又會顯現(xiàn)免疫排斥現(xiàn)象，現(xiàn)在，科學(xué)家正

17、試圖利用基因工程方法對一些動物的器官進(jìn)行改造，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官；學(xué)問點(diǎn)三基因治療1. 概念 ：基因治療是把正?；?qū)氩∪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；2. 方法 ：體外基因治療和體內(nèi)基因治療體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種相關(guān)細(xì)胞，進(jìn)行培育，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再挑選勝利轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培育，最終重新輸入患者體內(nèi)，這種方法叫做體外基因治療；體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法叫做體內(nèi)基因治療；說明：對于遺傳病的治療最根本的方法是進(jìn)行基因替換或修復(fù)；基因治療的正確時(shí)期理論上是受精卵時(shí)期，這樣可以

18、使個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞都含有正?；颍诂F(xiàn)實(shí)生活中是不行能的，由于不行能人人在受精卵時(shí)期進(jìn)行基因檢查；其次是對患者進(jìn)行相關(guān)細(xì)胞的基因替換，如：對于遺傳性糖尿病患者， 只對胰腺的B 細(xì)胞進(jìn)行基因替換，該個(gè)體就能正常分泌胰島素，糖尿病得以治療；但這種局部細(xì)胞的基因替換，并沒有轉(zhuǎn)變其它部位細(xì)胞的基因，如精原細(xì)胞，其后代很大可能仍會患遺傳性糖尿?。唤滩耐卣雇卣裹c(diǎn)一該節(jié)內(nèi)容是對第2 節(jié)學(xué)問的綜合運(yùn)用，是近幾年及今后幾年高考的主考點(diǎn)；在學(xué)習(xí)這部分學(xué)問時(shí)，要留意以下幾點(diǎn)：1. 嫻熟、敏捷把握第2 節(jié)的基礎(chǔ)學(xué)問，形成系統(tǒng)的、完善的學(xué)問體系2. 目的基因來自其他生物，目的基因和受體細(xì)胞的基因構(gòu)成基因重組，這是基因工

19、程的原理；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 7 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -3. ?？紝W(xué)問為基因操作的基本步驟4. 相關(guān)學(xué)問為DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、 基因掌握蛋白質(zhì)的合成及對性狀的掌握、基因突變、酶的性質(zhì)和作用、其他生物工程等5. 解決的方法是學(xué)好相關(guān)學(xué)問，達(dá)到敏捷運(yùn)用程度，進(jìn)行學(xué)問遷移；拓展點(diǎn)二基因治療的過程（以鐮刀形細(xì)胞貧血癥的治療為例）步驟過程獲 取 正常 的血 紅蛋白基因用限制性核酸內(nèi)切酶從人的DNA分子中切取血紅蛋 白基因形成重組載體用同一種限制性核酸內(nèi)切酶在

20、載體DNA上切開一個(gè) 切口， 用 DNA連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體 DNA上，形成重組載體重 組 載體 的轉(zhuǎn) 化與挑選將 含 正常 血紅 蛋白 基 因的 造血 干細(xì) 胞 回輸 給患 者骨髓將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導(dǎo)入患者的 造血干細(xì)胞中，并將重組載體插入到染色體；用挑選培育基挑選出含重組質(zhì)粒的造血干細(xì)胞；將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細(xì)胞輸入患者 骨髓中， 此造血干細(xì)胞產(chǎn)生含正常血紅蛋白的紅細(xì)胞，以根治鐮刀形細(xì)胞貧血癥拓展點(diǎn)三利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性所謂利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達(dá)載體后導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物；與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性：1. 利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)，表達(dá)效率高，無需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品；2. 可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來源的不足；例如，胰島素是治療糖尿病患者的藥物，一名糖尿病患者每年需用的胰島素需要從40 頭?；?50 頭豬的胰臟中才能提取到；1978 年科學(xué)家用2 000 L 大腸桿菌發(fā)酵液得到100