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,为 连接酶。从T 4 噬菌体中分离得到的,为 T 4 DNA 连接酶。 3、特点:恢复两核苷酸间的磷酸二酯键。 4、区别: 连接酶只连互补的黏性末端。T 4 DNA 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 DNA 片段插入其中。(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)。四、 DNA 连接酶与 DNA 聚合酶 基因工程的基本操作程序一、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 DNA 片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 DNA 连接酶 DNA 聚合酶连接 DNA 双链单链连接部位在两个 DN A 片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 DNA 片段,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 DNA 片段, 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稳定和表达的过程。 2 、方法: (1) 将目的基因导入植物细胞: ①农杆菌转化法: a 能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有感染能力。 b 转化:目的基因插入 Ti 质粒的 T-DNA →进入农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和表达。②基因枪法(单子叶植物,成本高)。③花粉管通道法(普遍经济)。(2) 将目的基因导入动物细胞: ①方法:显微注射技术②操作程序:目的基因表达载体提纯取卵(受