2023届高三生物一轮复习专题一 基因工程

选修3 现代生物科技专题 专题一 基因工程 知识点1、DNA重组技术的基本工具 1、 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （必考） （1） 特点：能够识别双链DNA分子特定的核苷酸序列，在特点部位切开两个核苷酸之间的磷酸二酯键 （2） DNA末端：限制性核酸酶切割DNA产生的DNA末端有两种形式：黏性末端、平末端。 2、 DNA连接酶——“分子缝合针” （1） 作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，不需要模板。 （2） 种类： ① E.coliDNA连接酶：只能“缝合”双链DNA互补的黏性末端。 ②T4DNA连接酶：既可“缝合”双链DNA互补的黏性末端，又可“缝合”双链DNA的平末端。 3、 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” （1） 载体种类 ①质粒：一种裸露的结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制的能力的环状DNA分子。 ②入噬菌体的衍生物 ③动植物病毒 （2） 载体的特点 ①能够在细胞内自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行自我复制。 ②具有一个或多个限制酶切点，便于供外源DNA插入。 ③具有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 【注意】 （1） 获取目的基因和切割载体时使用同一种限制酶，目的是产生相同的末端。 （2） 获取一个目的基因需要限制酶切割两次，产生4个黏性末端或平末端。 （3） 限制酶切位点的选择必须保证标记基因的完整性，以便于检测。 4、与DNA有关的4种酶的比较 比较项目 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶 作用底物 DNA分子 DNA片段 脱氧核苷酸 DNA分子 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 氢键 形成产物 黏性末端或平末端 形成重组的DNA分子 新的DNA分子 形成单链DNA 知识点2、基因工程的基本操作步骤 1、 目的基因的获取 （1） 从基因文库中获取目的基因 ①含义：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，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。 ②种类：<1>基因组文库：含有一种生物的所有基因 <2>部分基因文库：含有一种生物的部分基因 ③目的基因获取的依据 基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上位置、基因的转录产物mRNA、基因的翻译产物蛋白质等。 （2） 利用PCR技术扩增目的基因 PCR技术是利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。 （3） 人工合成 如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA的合成仪用化学方法直接人工合成。 2、 基因载体的构建（核心） （1） 表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 （2） 表达载体得功能： 1 使目的基因在受体细胞中存在，并且遗传给下一代 2 使目的基因表达和发挥作用 （3） 启动子：位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA （4） 终止子：位于基因的尾端，终止mRNA的转录 （5） 标记基因：鉴别受体细胞是否含有目的基因 （6） 构建步骤 ①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口。 ②用同种限制酶切断目的基因，产生相同的黏性末端。 3 将切下来的目的基因片段，插入到质粒的切口处，在加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合重组质粒。 3、 将目的基因导入受体细胞（必考） 细胞类型 方法 操作步骤 植物细胞 农杆菌转化法（最常用） 将目的基因插入到Ti质粒的T—DNA上——通过农杆菌的转化作用——进入植物细胞并插入到植物细胞中的染色体DNA上——目的基因表达 基因枪法 目的基因包裹在微小的金粒或者钨粒表面——用基因枪高速射入到受体细胞或组织中——目的基因表达 花粉管通道法 含目的基因的溶液——滴加在柱头上——花粉粒吸入目的基因——授粉——目的基因表达 动物细胞 显微注射法 目的基因片段——受精卵的核内——受精卵经胚胎早起培养一段时间后移植到雌性动物的输卵管或子宫内——使其使其发育成转基因生物 微生物细胞 感受态细胞法 钙离子处理的生物细胞——感受态细胞——将基因表达载体在缓冲溶液中与感受态细胞混合——一定温度下促使感受态细胞吸收DNA分子 4、 目的基因的检测与表达 （1） 分子水平的检测 ①导入检测：DNA分子杂交技术，用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段作为探针。 ②转录检测：分子杂交法，用标记的目的基因作为探针与mRNA杂交 ③翻译检测：抗原——抗体杂交 （2） 个体生物学水平鉴定：对转基因生物进行抗虫或抗病的实验，以确定是否