第四章基因工程知识清单2022-2023学年高二下学期生物浙科版选择性必修3

浙科版 新教材 生物选择性必修3 第四章知识点清单 目录 第四章　基因工程 第一节 基因工程赋予生物新的遗传特性 第二节 基因工程及其延伸技术应用广泛 2 / 2 第四章　基因工程 第一节 基因工程赋予生物新的遗传特性 一、基因工程的概念和理论基础 1. 基因工程(重组DNA技术)：有意识地把一个人们所需要的基因转入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要产物的技术。基因工程打破了常规育种难以突破的物种间的界限。 2. 理论基础 (1)DNA是遗传物质的证明。 (2)“中心法则”的确立和完善，阐明了遗传信息的传递和表达的机制。 (3)遗传密码的破译。 二、基因工程的工具 1. 限制性内切核酸酶(限制酶) 来源 主要来自细菌等微生物 作用 (1)识别双链DNA上特定的核苷酸序列； (2)催化其中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键水解； (3)使DNA双链在特定的位置断开 识别序列 通常是4~8个核苷酸对(6个核苷酸对最为常见)； 不同限制酶的识别序列一般也各不相同 作用结果 黏性末端：DNA末端有凸出的单链部分； 平末端：DNA末端没有单链部分 特别提醒     (1)限制酶能破坏外源DNA，可防止外源DNA的入侵。 (2)细菌自身DNA经过相应的化学修饰不会被自身含有的限制酶破坏。 2. DNA连接酶 (1)功能：将不同来源的2个DNA分子的双链通过磷酸二酯键分别连接起来，形成一个稳定的重组DNA分子。 (2)种类 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 仅能连接黏性末端 能连接黏性末端和平末端 3. 载体(通常是质粒，也可以是动植物病毒、噬菌体) (1)作用：能与外源DNA相连接并将其送入受体细胞中进行扩增。 (2)特征 特征 作用 含有复制起点 能够独立自主复制并稳定存在 含有一种或多种限制酶的识别序列 方便外源基因插入载体中 具有筛选作用的标记基因 能够通过表型鉴别含有载体的细胞 特别提醒     (1)作为载体的动植物病毒应为DNA病毒。 (2)载体应对受体细胞无害，以便受体细胞能正常增殖。 (3)常用载体——质粒 ①在细菌内可以独立自主复制。 ②有多种限制酶识别序列。 ③具有标记基因，如氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因，可使用含有这两种抗生素的培养基筛选含有此质粒的细菌。 特别提醒    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。 三、DNA的粗提取和鉴定 1. 实验原理 (1)幼嫩的植物材料经过冷冻后再研磨，细胞结构容易被破坏；SDS能使核蛋白变性并与DNA分离；EDTA能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。 (2)DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度高，且Na+与DNA形成钠盐；DNA钠盐不溶于酒精而某些蛋白质能溶于酒精，提取液中加入95%的冷酒精，能使DNA钠盐形成絮状沉淀物而析出。 (3)鉴定： 2. 方法步骤 四、基因工程的基本操作程序 1. 获取目的基因 (1)真核、原核基因的结构 ①真核、原核基因的结构的比较 真核基因 原核基因 示意图 编码序列 不连续：外显子+内含子 连续 启动子 位于基因的“上游”，有RNA聚合酶结合的位点，控制转录的开始 终止子 位于基因末端，RNA聚合酶到达时，释放出RNA产物，转录结束 ②真核细胞基因的特点 a. 不同基因内含子和外显子的数目及长度不同。 b. 内含子和外显子均会被转录成RNA， 再经过切去内含子对应部位、连接外显子 对应部位等RNA加工过程，形成可以直接 用于翻译的mRNA。   易错强调　区别启动子与起始密码子、终止子与终止密码子 (1)启动子、终止子：位于DNA上，转录开始或终止的信号。 (2)起始密码子、终止密码子：位于mRNA上，翻译开始或结束的位点。 (2)获取目的基因的方法 ①化学合成法：将核苷酸按照特定顺序一个一个地连接起来合成目的基因。化学合成法需要已知目的基因全部序列，且成本较高，适于合成序列较短的基因。 ②借助载体建立基因文库(常用方法) a. 基因组文库：某种生物的基因组DNA切成适当大小→分别与载体组合→导入微生物细胞→克隆。 b. cDNA文库：特定的组织或细胞中提取并纯化全部mRNA→在逆转录酶等酶的催化下，以mRNA为模板合成互补的DNA(cDNA) →分别与载体组合→导入微生物细胞→克隆。 (1)不同组织细胞的cDNA文库是不同的。 (2)同一组织细胞在不同的发育阶段，cDNA文库也会有差异。 ③PCR技术体外扩增特定的DNA(常用方法) a. 条件  b. 过程   c. 产物鉴定方法：