生物选修三知识点总结

生物选修三知识点总结生物选修三知识点总结 专题专题 1 1基因工程基因工程 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，通过体外体外 DNADNA 重组和转基因技术，重组和转基因技术， 赋予生物以新的遗传特性新的遗传特性，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 DNADNA 分子水平分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNADNA 重组技术重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA 分子的某种特定特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定特定部位 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开，因此具有专一专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端黏性末端和平末端平末端。 2.“分子缝合针”——DNADNA 连接酶连接酶 (1)两种 DNA 连接酶（E·coliDNA 连接酶和 T4-DNA 连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA 连接酶来源于 T T4 4噬菌体噬菌体，只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA 连接酶能缝合两种末端两种末端，但连接平末端的之间的效率较低低。 (2)与 DNA 聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将单个核苷酸单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端， 形成磷酸二酯键。DNA 连接酶是连接两个两个 DNADNA 片段片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存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，供外源具有一至多个限制酶切点，供外源 DNADNA 片段插入片段插入。 ③具有标记基因，供重组具有标记基因，供重组 DNADNA 的鉴定和选择的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒质粒,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有自我复制能力的双链环状 DNADNA 分子分子。 （3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取目的基因的获取 1.目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因编码蛋白质的结构基因 。 2.原核基因采取直接分离直接分离获得， 真核基因是人工合成人工合成。 人工合成目的基因的常用方法有反转反转 录法录法_和化学合成法化学合成法_。 3.PCR 技术扩增目的基因 （1）原理：DNADNA 双链复制双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNADNA 解链解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互引物结合到互 补补 DNADNA 链链；第三步：加热至 70～75℃，热稳定热稳定 DNADNA 聚合酶从引物起始互补链的合成聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在稳定存在，并且可以遗传至下一代遗传至下一代，使目的基因能够表达表达 和发挥作用和发挥作用。 2.组成：目的基因目的基因＋启动子启动子＋终止子终止子＋标记基因标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNADNA 片段片段，位于基因的首端首端，是 RNARNA 聚合酶聚合酶识别和结合 的部位，能驱动基因转录出转录出 mRNAmRNA，最终获得所需的蛋白质蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNADNA 片段片段 ，位于基因的尾端尾端。 （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是否含有目的基因，从而将含有目的基因的含有目的基因的 细胞细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞_ _ 1 生物选修三知识点总结生物选修三知识点总结 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法农杆菌转化法，其次还有 基因枪法基因枪法和 花粉花粉 管通道法管通道法等。 将目的基因导入动物细胞： 最常用的方法是 显微注射技术显微注射技术。 此方法的受体细胞多是 受精卵受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传繁殖快、多为单细胞、遗传 物质相对较少物质相对较少 ，，最常用的原核细胞是 大肠杆菌大肠杆菌 ，，其转化方 2+2+ 法是：先用 Ca Ca处理细胞，使其成为感受态细胞感受态细胞 ，，再将 重组表达载体重组表达载体 DNADNA 分子分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在 一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA 分子，完成转化过程。 3.重组细胞导入受体细胞后，筛选 含有基因表达载体受体细胞含有基因表达载体受体细胞 的依据是标记基因是否表达标记基因是否表达 。 第四步：目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达 1.首先要检测 转基因生物的染色体转基因生物的染色体 DNADNA 上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因， 方法是采用 DNA DNA 分子杂交分子杂交 技术技术。 2.其次还要检测 目的基因是否转录出了目的基因是否转录出了 mRNAmRNA，方法是采用 用标记的目的基因作探针与用标记的目的基因作探针与 mRmR NANA 杂交杂交。 3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质蛋白质，用相应的 抗体抗体进行抗原－抗体杂交抗原－抗体杂交。 4.有时还需进行 个体生物学水平个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 （三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 （四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因修饰或 基因合成基因合成，对现有蛋白质进行改造改造，或制造一种新的蛋白质新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需 求。 （基因工程在原则上只能生产自然界已存在自然界已存在的蛋白质） 转录转录翻译翻译 蛋白质工程的基本原理： 它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构， 又称为第二代的基因工 程。 基本途径： 从预期的蛋白质功能出发， 设计预期的蛋白质结构， 推测应有的氨基酸序列， 找到相对