笔记&必记 第3章 基因工程-【志鸿优化训练】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程(人教版2019)

☑笔记&必记 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 1.基因工程的概念 基因工程的别名 基因拼接技术或重组DNA技术 操作环境 生物体外 操作对象 基因 操作水平 DNA分子水平 基本过程 剪切—拼接—导入—表达 结果 人类需要的生物类型和生物产品 2.重组DNA技术的基本工具 (1)“分子手术刀”又叫基因剪刀一一限制性内切核酸酶 ①来源：主要从原核生物中分离纯化出来 ②作用特点：特异性，即识别特定的核苷酸序列，切割特定的切点（切割磷酸二酯键）。 ③结果：产生黏性末端或平末端。 (2)“分子缝合针”又叫基因针线—DNA连接酶 ①种类和本质：E.coli DNA连接酶与T4DNA连接酶，均为蛋白质。 ②功能上的相同点：均可催化形成磷酸二酯键。 ③功能不同点：T4DNA连接酶可“缝合”黏性末端和平末端，E.coli DNA连接酶则只能缝合“黏 性末端”，不能缝合平末端。 【特别提醒】几种关键酶的比较 种类项目 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶 作用底物 IDNA分子 DNA分子片段 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 碱基对间的氢键 切割目的基因及载体，能专 将双链DNA分子片段“缝 将DNA分子两条 一性识别双链DNA分子的 合”起来，恢复被限制酶切 只能将单个脱氧核苷酸添 作用特点 链之间的氢镀 某种特定的核苷酸序列，并 开了的两个核苷酸之间的 加到脱氧核苷酸链上 打开 在特定位点进行切割 磷酸二酯键 作用结果 形成黏性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链DNA分子 (3)“分子运输车”又叫基因的运输工具一基因进入受体细胞的载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有一个至多个限制酶切，点；常有特殊的标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点： a.质粒是基因工程中最常用的运载体。 b.最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。 c.化学本质是小型环状DNA分子。 0 ·生物学 ______第3章基因工程 3.DNA的粗提取和鉴定 （1)提取原理：DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，DNA能溶于2mol/L的该溶液； DNA不溶于酒精，而某些蛋白质分子溶于酒精。 （2)鉴定原理：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色。 （3)操作过程 ①材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织。 ②去除杂质；利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过控制NaCl溶液的浓度去 除杂质。 ③DNA析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的，冷却后的体积分数为95%的酒精溶 液，静置2～3min。 ④DNA的鉴定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后置于沸水中加热5min，溶液 变成蓝色。 第2节基因工程的基本操作程序 1.目的基因的筛选与获取 （1)目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因 就是目的基因。主要是指编码蛋白质的基因。 （2)获取方法 ①筛选合适的目的基因。 ②利用PCR技术扩增目的基因。 a。原理：DNA双链复制。 b。条件：模板、四种游离的脱氧核苷酸；热稳定的DNA聚合酶，引物等。 C.过程：加热至90℃以上，DNA解链→冷却到50℃左右，引物结合到互补DNA链—→加热至 72℃左右，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 2.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，并可以遗传给下一代。并使目的基因能够表达和发 挥作用。 目的基因 启动子：位于基因的上游，紧挨转录的起始位点。是RNA聚合酶识别和 （2)组成结合的部位，驱动基因转录出mRNA 终止子：位于基因的下游，使转录停止 {标记基因：鉴别受体细胞中是否含目的基因 3.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，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 （2)常用方法： ①花粉管通道法：用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注人子房中，或在植物受粉后的 一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。 ②农杆菌转化法：农杆菌细胞内含有Ti质粒，侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA转移 生物学·11 1笔记&必记______ 到被侵染的细胞，并将其整合到该细胞的染色体DNA上。因此，将目的基因插入Ti质粒的T-DNA 中，可通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞。 4.目的基因的检测与鉴定___ 水平的鉴定|以确定功能是否相同等__ 第3节基因工程的应用 1.基因工程在农牧业方面的应用 基因工程技术已被广泛用于改良动植物品种，提高作物和畜产品的产量等方面。 （1