文档介绍：高中新课标生物必修三知识点总结
专题一基因工程(基本原理:基因重组)
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品又叫做DNA重组技术。把外源基因转入生物体内,能有效的打破物种界限,定向的改造生物的遗传性状。
DNA重组技术的基本工具
一、“分子手术刀”
1、名称:限制性核酸内切酶,又称限制酶。
2、来源:从原核生物中分离纯化的(真核生物也有)。
3、特点:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列;并且有唯一切点(指每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键)。
4、识别序列大多数限制酶识别序列由6个核苷酸组成(ECORI、
SmaI);也有少数酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。
5、片段末端:两种形式——黏性末端和平末端。
二、“分子缝合针”
1、名称:DNA连接酶
2、来源:从大肠杆菌中分离得到的,。
从T4噬菌体中分离得到的,为T4DNA连接酶。
3、特点:恢复两核苷酸间的磷酸二酯键。
4、区别:。T4DNA连接酶可连
黏性末端又可连平末端。
三、“分子运输车”
1、载体:质粒(在天然质粒的基础上经过人工改造的)、λ噬菌
体的衍生物、动植物病毒。
2、质粒:细菌细胞内独立于拟核DNA之外,裸露的、结构简单
并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
3、作为载体的条件:
(1)能够在受体细胞内自我复制,或整合到染色体DNA上,随着
染色体DNA进行同步复制,并在宿主细胞内稳定保存。
(2)有一个到多个限制酶切割位点,供外源DN***段插入其中。
(3)具有特殊标记基因,供重组DNA的鉴定和选择(四环素抗性
基因,氨芐青霉素抗性基因)。
DNA连接酶
DNA聚合酶
连接DNA
双链
单链
连接部位
在两个DN***段之间形成磷酸二酯键
将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3’端的羟基上,形成磷酸二酯键
四、DNA连接酶与DNA聚合酶
一、目的基因的获取
1、方法:
(1)从自然界中已有的物种中提取出来。
(2)人工合成的基因:基因较小,核苷酸序列已知,通过DNA合
成仪或用化学方法直接人工合成。
(3)从基因文库中获取目的基因:
①基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DN***段导入受体菌的群体中储存,各个受菌分别含有这种生物的不同的基因。
②部分基因文库(cDNA文库不含启动子):只包含了一种生物的
一部分基因。
③操作:根据目的基因有关信息(核苷酸序列,基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA,以及基因的表达产物蛋白质等特性)来获取。
④特点:操作简便,但工作量大,具有一定的盲目性。
(4)利用PCR技术(聚合酶链式反应)扩增目的基因:
①原理:DNA双链复制的原理。
②前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列,并根据这一序
列合成引物。
③过程:a目的基因的DNA受热变性后解链为单链。
b引物与单链相应互补序列结合,在DNA聚合酶(Taq
酶)的作用下延伸。
c重复循环多次。
④优点:可以在短时间内大量扩增目的基因(成指数形式扩增)
(5)PCR技术与DNA复制比较
PCR技术
DNA复制
相同点
原理
DNA的复制
原料
四种游离的脱氧核苷酸(A,G,C,T)
条件
APT、模板、原料、酶
不同点
解旋方式
高温变性解旋
解旋酶解旋
场所
体外
主要在细胞核内
酶
热稳定性DNA聚合酶
(Taq酶)
细胞内含有的DNA
聚合酶
结果
在短时间内形成大的
DN***段
形成整个DNA分子
二、基因表达载体的构建
1、基因表达载体的构建是实施基因工程第二步,也是基因工程的
核心。
2、使目的基因在受休细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
3、表达载体组成:复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因
①启动子:是一段有特殊结构的DN***段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质。
②终止子:也是一段有特殊结构的DN***段,使转录在需要的地
方停止下来。
③标记基因:为了鉴别受体细胞中是否有目的基因,将含有目的
基因的细胞筛选出来(如抗生素抗性基因)。
④复制原点:开始复制的地方。
三、将目的基因导入受体细胞
1、转化:目的基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持