第3章基因工程知识清单2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

新教材 人教版 生物选择性必修3 第3章知识点清单 目录 第3章　基因工程 第1节　重组DNA技术的基本工具 第2节　基因工程的基本操作程序 第3节　基因工程的应用 第4节　蛋白质工程的原理和应用 2 / 2 第3章　基因工程 第1节　重组DNA技术的基本工具 一、基因工程 别名 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 结果 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 原理 基因重组 特点 定向改变生物的遗传性状 二、DN限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀” 1. 来源：主要是原核生物。 2. 功能：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 3. 作用结果 (1)黏性末端 ：切割位置为识别序列的中心轴线两侧。 (2)平末端：切割位置为识别序列的中心轴线处。 4. 识别序列：大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。 5. 原核细胞的DNA分子中不具有限制酶的识别序列，或对识别序列进行了修饰，从而使限制酶不能将其切开。这样，尽管原核细胞中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且还可以防止外源DNA的入侵。 三、DNA连接酶——“分子缝合针” 1. 功能：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。 2. 种类 项目 E. coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 作用特点 只连接黏性末端 连接黏性末端和平末端，连接平末端的效率相对较低 3. 只要黏性末端序列能碱基互补配对，其就能被DNA连接酶所连接。 四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1. 作用：将外源基因送入受体细胞。 2. 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等。 3. 常用载体：质粒。 (1)概念：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。 (2)具备的条件 ①质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中。 ②能自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。 ③具有特殊的标记基因 ，便于重组DNA分子的筛选。 4. 作为载体的动植物病毒应为DNA病毒。 五、DNA的粗提取与鉴定 1. 原理 (1)提取原理 ①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，初步分离DNA和蛋白质。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2 mol/L的NaCl溶液。 (2)鉴定原理：DNA+二苯胺蓝色。 2. 方法步骤 六、与DNA有关的四种酶的比较 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 作用结果 形成具有黏性末端或平末端的DNA片段 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链DNA分子 2. DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸加到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键；DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 七、求载体上标记基因的标记原理 1. 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗生素抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞具有抵抗相应抗生素的能力，在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以筛选出成功转入载体且标记基因表达的受体细胞，具体示例如图所示： 第2节　基因工程的基本操作程序 一、目的基因的筛选与获取 1. 目的基因：用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因，主要是指编码蛋白质的基因。 2. 筛选目的基因的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。 3. 利用PCR获取和扩增目的基因 (1)PCR(聚合酶链式反应)：在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 (2)原理：DNA半保留复制 。 (3)前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。 (4)DNA复制所需的基本条件 组分 作用 解旋酶(体外用高温代替) 打开DNA双链 4种脱氧核苷酸 合成DNA子链的原料 DNA母链 提供DNA复制的模板 DNA聚合酶 催化合成DNA子链 引物 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 (5)PCR反应过程 过程 说明 图解 变性 当温度超过90 ℃时，双链DNA解聚为单链 复性 当温