高三生物一輪復(fù)習(xí)專題一 基因工程

PAGE\*ArabicPAGE\*Arabic4選修3現(xiàn)代生物科技專題專題一基因工程知識(shí)點(diǎn)1、DNA重組技術(shù)的基本工具限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”（必考）特點(diǎn)：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子特定的核苷酸序列，在特點(diǎn)部位切開兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵DNA末端：限制性核酸酶切割DNA產(chǎn)生的DNA末端有兩種形式：黏性末端、平末端。DNA連接酶——“分子縫合針”作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，不需要模板。種類：①E.coliDNA連接酶：只能“縫合”雙鏈DNA互補(bǔ)的黏性末端。②T4DNA連接酶：既可“縫合”雙鏈DNA互補(bǔ)的黏性末端，又可“縫合”雙鏈DNA的平末端?；蜻M(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”載體種類①質(zhì)粒：一種裸露的結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制的能力的環(huán)狀DNA分子。②入噬菌體的衍生物③動(dòng)植物病毒載體的特點(diǎn)①能夠在細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行自我復(fù)制。②具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)，便于供外源DNA插入。③具有特殊的遺傳標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。【注意】獲取目的基因和切割載體時(shí)使用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的末端。獲取一個(gè)目的基因需要限制酶切割兩次，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端或平末端。限制酶切位點(diǎn)的選擇必須保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測。4、與DNA有關(guān)的4種酶的比較比較項(xiàng)目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵形成產(chǎn)物黏性末端或平末端形成重組的DNA分子新的DNA分子形成單鏈DNA知識(shí)點(diǎn)2、基因工程的基本操作步驟目的基因的獲取從基因文庫中獲取目的基因①含義：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(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。②種類：<1>基因組文庫：含有一種生物的所有基因<2>部分基因文庫：含有一種生物的部分基因③目的基因獲取的依據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA、基因的翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR技術(shù)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。人工合成如果基因比較小，核苷酸序列又已知，也可以通過DNA的合成儀用化學(xué)方法直接人工合成?；蜉d體的構(gòu)建（核心）表達(dá)載體的組成：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等。表達(dá)載體得功能：使目的基因在受體細(xì)胞中存在，并且遺傳給下一代使目的基因表達(dá)和發(fā)揮作用啟動(dòng)子：位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA終止子：位于基因的尾端，終止mRNA的轉(zhuǎn)錄標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞是否含有目的基因構(gòu)建步驟①用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)有黏性末端的切口。②用同種限制酶切斷目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端。將切下來的目的基因片段，插入到質(zhì)粒的切口處，在加入適量的DNA連接酶，使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合重組質(zhì)粒。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（必考）細(xì)胞類型方法操作步驟植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（最常用）將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T—DNA上——通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用——進(jìn)入植物細(xì)胞并插入到植物細(xì)胞中的染色體DNA上——目的基因表達(dá)基因槍法目的基因包裹在微小的金?；蛘哝u粒表面——用基因槍高速射入到受體細(xì)胞或組織中——目的基因表達(dá)花粉管通道法含目的基因的溶液——滴加在柱頭上——花粉粒吸入目的基因——授粉——目的基因表達(dá)動(dòng)物細(xì)胞顯微注射法目的基因片段——受精卵的核內(nèi)——受精卵經(jīng)胚胎早起培養(yǎng)一段時(shí)間后移植到雌性動(dòng)物的輸卵管或子宮內(nèi)——使其使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因生物微生物細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞法鈣離子處理的生物細(xì)胞——感受態(tài)細(xì)胞——將基因表達(dá)載體在緩沖溶液中與感受態(tài)細(xì)胞混合——一定溫度下促使感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子目的基因的檢測與表達(dá)分子水平的檢測①導(dǎo)入檢測：DNA分子雜交技術(shù)，用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段作為探針。②轉(zhuǎn)錄檢測：分子雜交法，用標(biāo)記的目的基因作為探針與mRNA雜交③翻譯檢測：抗原——抗體雜交個(gè)體生物學(xué)水平鑒定：對(duì)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗蟲或抗病的實(shí)驗(yàn)，以確定是否具有抗性以及抗性的程度。知識(shí)點(diǎn)3、基因工程的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)4、蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過程預(yù)測蛋白質(zhì)功能——設(shè)計(jì)預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)——推測應(yīng)有的蛋白質(zhì)的氨基酸序列——找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列——合成DNA——表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因——構(gòu)建基因表達(dá)載體——將目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞——目的基因的檢測和鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)定向的改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需