2023年新人教版高中生物選擇性必修三重點知識點歸納總結(jié)(基因工程)

第三章基因工程第一節(jié)重組DNA技術(shù)的根本工具基因工程轉(zhuǎn)基因遺傳特性，制造出更符合人們需要的的生物類型和生物制品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分DNA技術(shù)。一、分子手術(shù)刀—限制性內(nèi)切核酸酶全稱和簡稱全稱：_限制性內(nèi)切核酸酶_簡稱： 限制酶_來源：主要是從_原核生物 中分別純化出來的作用：①能夠識別_雙鏈_DNA分子的某種_特定核苷酸序列。①使_每一條_鏈中_特定部位_的_磷酸二酯鍵 斷開。4.作用部位：_磷酸二酯鍵 識別序列：大多數(shù)限制酶的識別序列由_6_個核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識別序列由_4_個、_8_個或 其他數(shù)量_的核苷酸組成。切割結(jié)果：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式 黏性末端_和 平末端 。EcoR①限制酶切割EcoR①GAATTCEcoR①GA之間的磷酸二酯鍵Sma①限制酶切割Sma①CCCGGGSma①CG之間的磷酸二酯鍵二、分子縫合針—DNA連接酶功能：將 兩個DNA片段連接起來_，恢復被限制酶切開的_磷酸二酯鍵 。分類和比照種類 E·coliDNA連接酶 T4DNA連接酶來源 大腸桿菌特點 只縫合黏性末端

T4噬菌體縫合 黏性末端平末端作用 恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵DNA有關(guān)的六種酶名稱限制酶DNA連接酶

作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵

作用底物DNADNA片段

作用結(jié)果DNA切成兩個片段DNA片段DNA分子DNA聚合酶或熱DNA聚合酶

磷酸二酯鍵

脫氧核苷酸將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶解旋酶

磷酸二酯鍵堿基對之間的氫鍵

DNADNA

DNA片段水解為單個脫氧核苷酸DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長鏈RNA聚合酶

磷酸二酯鍵

核糖核苷酸將單個核糖核苷酸依次連接到單鏈末端三、分子運輸車——載體DNA片段進入受體細胞。種類：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒等。作為載體需具備的條件①_有一個至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段〔基因〕插入其中 ；②_能在細胞中進展自我復制或整合到受體DNADNA同步復制_；③_常有特別的標記基因，便于重組DNA分子的篩選_；④_對受體細胞無害_。探究.實踐：DNA提取思路：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學性質(zhì)方面存在的差異，選用適當?shù)奈锢砘蚧瘜W方法對他們進展提取。提取原理：①DNA不溶于酒精DNA與蛋白質(zhì)；②DNA在NaCl溶液2mol/LNaCl溶液。鑒定原理：在確定溫度下〔沸水浴A二苯胺試劑DNA的試劑。DNANaCl溶液中溶解度不同溶解規(guī)律 2mol/LNaCl溶液 0.14mol/LNaCl溶液DNA 溶解 析出DNA粗提取中的留意事項哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核(DNA)?？蛇x用雞血細胞作材料。參與洗滌劑后，動作要輕緩、嚴峻，否則簡潔產(chǎn)生大量的泡沫。參與酒精和用玻璃棒DNADNA分子不能形成絮狀沉淀。二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。DNA時，參與的洗滌劑能溶解細胞膜DNA的釋放；參與食鹽(NaCl)DNA。DNA進一步提純時，選用95%的酒精DNA。其次節(jié)基因工程的根本操作程序一、目的基因的篩選與獵取〔一〕目的基因的篩選與獵取1.目的基因概念在基因工程的設(shè)計和操作中，用于轉(zhuǎn)變受體細胞性狀或獲得預期表達產(chǎn)物_等的基〔編碼蛋白質(zhì)的基因。2.篩選目的基因的方法從相關(guān)的 構(gòu)造 和 功能清楚 的基因中進展篩選。從基因文庫中獵取獵取方法利用PCR技術(shù)擴增通過化學方法人工合成3.PCR獵取和擴增目的基因PCR的概：PCR是聚合酶鏈式反響的縮寫，是一項依據(jù)_DNA半保存復制_的原理，在_體外_供給參與DNA復制的各種組分與_反響條件_，對_目的基因的核苷酸序列_進展大量復制的技術(shù)。①全稱： 聚合酶鏈式反響 ②原理： DNA半保存復制 ③操作環(huán)境： 體外〔PCR擴增儀/PCR儀〕 ④目的： 對目的基因的核苷酸序列進展大量復制 ⑤優(yōu)點： 可以在短時間內(nèi)大量擴增目的基因 DNA體內(nèi)復制的條件DNA母鏈

參與的組分

DNA復制中的作用DNA復制的模板4種脫氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶引物

DNA子鏈的原料DNA雙鏈DNA子鏈DNA聚合酶能夠從端開頭連接脫氧核苷酸注：引物是一小段能與_DNA母鏈 的一段堿基序列 互補配對_的_短單鏈核酸 。DNA體外復制〔PCR〕的條件參與的組分

DNA復制中的作用DNA母鏈4種脫氧核苷酸引物90℃以上高溫耐高溫的DNA聚合酶緩沖液〔含Mg2+ )其他不同的溫度

DNA復制的模板DNA子鏈的原料DNA聚合酶能夠從3’端開頭連接脫氧核苷酸DNA雙鏈〔變性溫度〕DNA子鏈DNA聚合酶變性、復性和延長需要不同溫度注復制的原料實為dNTP〔dATdTTdCTdGT同時水解產(chǎn)生能量為合成子鏈供給能量，因此體系中不需要添加ATP 。過程DNA受熱變性后_解為單鏈_，_引物與單鏈相應_互補序列_結(jié)合；然后以變性90DNA解聚為單鏈復性延長55℃左右，兩種引物通過堿基互補配對DNA結(jié)合72℃左右，Taq酶從引物起始合成互補53′端延長DNA為模板在_DNA聚合酶_作用下進展_延長變性90DNA解聚為單鏈復性延長55℃左右，兩種引物通過堿基互補配對DNA結(jié)合72℃左右，Taq酶從引物起始合成互補53′端延長拓展：DNA復制的相關(guān)計算DNA分子總數(shù)：_2n_個；nDNA數(shù)：_2n-1_個；DNA脫氧核苷酸鏈總數(shù)=_2n+1_條nDNA鏈數(shù)：_2n_條①n代后，DNA分子有_2n_個②n代后，DNA鏈有_2n+1_條③第 代消滅完整的目的基因④n代后，含引物的DNA分子有_2n 個⑤n代后，共消耗_2n+1-2_個引物n代復制，消耗了_2n_個引物⑦n代后，完整的目的基因有_2n-2n_個4.獵取目的基因的其他方法構(gòu)建基因文庫來獵取目的基因：將含有某種生物不同基因的很多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。①基因組文庫：包含一種生物全部的基因。②局部基因文庫：只包含一種生物一局部基因，如cDNA文庫。DNA不需要模板。〔二〕基因表達載體的構(gòu)建〔核心〕1.基因表達載體的組成基因表達載體必需包括_目的基因_、 標記基因_、_啟動子_、_終止子_等〔假設(shè)需要能完成啟動子①本質(zhì)：一段有特別序列構(gòu)造的_DNA_片段。②位置：位于基因的_上游_，緊挨 轉(zhuǎn)錄的起始位點 。③功能： RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 。④特別類型：_誘導型啟動子 。⑤誘導型啟動子的特點： 當誘導物存在時，可以激活或抑制目的基因的表達 。終止子①本質(zhì)：一段有特別序列構(gòu)造的_DNA 片段。②位置：位于基因的_下游_。③功能： 使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來 。注：啟動子、終止子、起始密碼子、終止密碼子比照比較項目啟動子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)DNA片段DNA片段mRNA上三個相鄰的堿基mRNA上三個相鄰的堿基位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能RNA聚合酶識別和結(jié)合mRNA使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來翻譯的起始信號〔編碼氨基酸〕翻譯的完畢信號〔不編碼氨基酸〕標記基因①作用：_DNA分子的篩選_①常見類型：抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等基因表達載體的構(gòu)建過程載體〔質(zhì)?！?/p>

同種限制酶或能產(chǎn)生一樣末端的限制酶切割

含有目的基因DNA__。

DNA

帶有一樣黏性末端〔或平末端〕的目的基因片段DNA〔重組質(zhì)粒〕〔三〕將目的基因?qū)胧荏w細胞將目的基因?qū)胫参锛毎ǚ酃芡ǖ婪ú僮鞣绞舰儆?微量注射器_將 含目的基因的DNA溶液_直接注入_子房_中。①在_植物受粉后_確實定時間內(nèi)剪去柱頭將 DNA溶液 滴加在_花粉管通道 上，使目的基因借助_花柱切面 進入_胚囊_。受體細胞：_受精卵 。將目的基因?qū)胫参锛毎r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化： 目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程 。農(nóng)桿菌特點：①能在自然條件下侵染 雙子葉植物_和_裸子植物 ，而對大多數(shù) 單子葉植物_沒有侵染力氣。①農(nóng)桿菌細胞內(nèi)含有 Ti質(zhì)粒_，當它侵染植物細胞后，能將_Ti質(zhì)粒_上的_T-DNA_〔可轉(zhuǎn)移的DNA〕轉(zhuǎn)移_到被侵染的細胞，并且將其 整合到該細胞的染色體DNA上 。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程：將目的基因插入_TiT-DNA中，通過農(nóng)桿菌的_轉(zhuǎn)化_作用，就可以使目的基因_進入植物細胞_，并DNA上，使目的基因能夠_維持穩(wěn)定和表達。將目的基因?qū)雱游锛毎@微注射法受體細胞：_受精卵_過程：構(gòu)建基因表達載體并提純利用顯微注射將表達載體注入動物的受精早期胚胎培育胚胎移植 獲得具有性狀的動物4.將目的基因?qū)胛⑸锛毎狢a2+處理法受體細胞：常用 原核生物 作為受體細胞，其中以 大腸桿菌_最廣泛原核生物的優(yōu)點：_生殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少、易于培育 Ca2+處理法〔感受態(tài)細胞法〕的一般過程：Ca2+處理大腸桿菌 ——Ca2+的作用：增加細胞壁的通透性使細胞處于一種能吸取四周環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài) ——這種細胞稱為感受態(tài)細胞將重組的基因表達載體導入其中

——一般利用溫度變化導入〔四〕目的基因的檢測與鑒定檢測目的目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的DNAmRNA目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)個體水平的檢測1.DNA片段的電泳鑒定

檢測方法DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)抗原—抗體雜交技術(shù)如抗蟲、抗病的接種試驗

推斷標準是否消滅雜交帶是否消滅雜交帶是否消滅雜交帶是否表現(xiàn)出相應的特性試驗原理：DNA分子具有可解離的基團，在確定的pH下，這些基團可以帶上正電荷或負電荷。帶電粒子在電場作用下，向與其攜帶電荷相反的電極移動。DNA分子的遷移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的構(gòu)象，凝膠的濃度。電泳消滅位置不等的幾條條帶，說明存在長短不一的DNAPCR產(chǎn)物不純潔。第三節(jié)基因工程的應用一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應用分類 實例 處理或作用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、玉從某些生物中分別出抗蟲基因?qū)胱魑铮怪哂锌瓜x轉(zhuǎn)基因抗蟲植物

米、大豆、水稻和性狀?？上鳒p因化學農(nóng)藥的使用而造成的環(huán)境污染馬鈴薯 和對人類安康的損害，降低生產(chǎn)本錢、提高產(chǎn)量 。將源于某些病毒真菌等的抗病基因?qū)胱魑?培育出抗病作物?？共《巨D(zhuǎn)基因甜 病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)基因抗病植 抗病毒的目的基因{物 椒、番木瓜和煙草 病毒復制酶基因等抗真菌的目的基因{

幾丁質(zhì)酶基因抗毒素合成基因轉(zhuǎn)基因抗逆植抗除草劑玉米、轉(zhuǎn)抗逆性基因：調(diào)整細胞滲透壓的基因(提高作物抗鹽堿、物魚抗寒基因番茄等抗干旱)；抗除草劑基因；魚的抗凍蛋白基因。改進植物的品高賴氨酸玉米、含大量纖維素的轉(zhuǎn)基改善植物的養(yǎng)分成分含量〔如氨基酸、蛋白質(zhì)〕或提升質(zhì)因玉米、轉(zhuǎn)基因矮牽牛賞識價值等。提高動物的生轉(zhuǎn)生長激素基因的長速率 鯉魚

由于外源生長激素基因的表達可以使轉(zhuǎn)基因動物生長更快生長速率。改善畜產(chǎn)品的 將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因牛品質(zhì) 泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)〔乳房生物反將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達的基因藥物應器〕的啟動子等調(diào)控元件重組在一起。轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體

抑制或除去抗原打算基因，結(jié)合克隆克隆豬器官 技術(shù)培育出沒有免疫排斥反響的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官?；蛑委煹牟呗灾饕谢蛑脫Q、基因修基因治療 鐮狀細胞貧血的治療方案

復、基因增補、基因失活等。