2023届高三一轮复习生物：选择性必修三 第 3 讲 基因工程知识清单

生物高考一轮知识必背 （选择性必修三） 第 3 讲 基因工程 1、基因工程是指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物新的 ，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在 水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术 2、基因工程是在生物化学、 和微生物学等学科的基础上发展起来的，正是这些学科的基础理论和相关技术的发展催生了基因工程。 3、实现这一精确的操作过程至少需要三种“分子工具”，即准确 分子的“分子手术刀”、将 再连接起来的“分子缝合针”和将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”。 4、切割DNA分子的工具是 ，简称限制酶。 这类酶主要是从 生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的 断开。 5、大多数限制酶的识别序列由 组成。例如，EcoRⅠ、SmaⅠ限制酶的识别序列均为6个核苷酸，也有少数限制酶的识别序列由 个、8个或其他数量的核苷酸组成。 6、DNA分子经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式—— 和 。当限制酶在它识别序列的中心轴线（图中虚线）两侧将 DNA 分子的两条链分别切开时，产生的是 ；当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是 。 图 1 限制酶切割 DNA 的不同末端示意图 7、一种能够将两个 DNA 片段连接起来的酶，称之为 。在基因工程操作中，DNA连接酶主要有两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为 ；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。这两类酶都能将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，但这两种酶的作用有所差别。 8、E.coli DNA连接酶只能将具有 的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段。而T4DNA 连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接 的效率相对较低。 9、通常利用 作为载体，将基因送入细胞。质粒是一种 、 、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有 能力的 双链DNA分子。 10、质粒DNA分子上有 限制酶切割位点，供外源 DNA 片段（基因）插入其中。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或 上，随受体DNA同步复制。 11、在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过 的。这些质粒上常有特殊的 ，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便于 。 12、在基因工程中使用的载体除质粒外，还有 等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源 DNA 片段的大小上也有很大差别。 13、DNA、RNA、蛋白质和脂质等在 性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。 14、DNA不溶于酒精，但某些 溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于 mol/L的NaCl 溶液。在一定温度下，DNA遇 试剂会呈现 色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。 15、培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、 、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 16、在基因工程的设计和操作中，用于 等的基因就是目的基因。根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指 的基因，如与生物抗逆性、生产药物、毒物降解、工业用酶等相关的基因。 17、苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴孢晶体蛋白（Bt 抗虫蛋白），破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。科学家通过实验，将该细菌的“杀虫基因”转到棉花里，让棉花也能产生 抵抗虫害。 这个“杀虫基因”就是培育转基因抗虫棉用到的目的基因— 基因，简称 Bt 基因。 18、随着测序技术的发展，以及 （如 GenBank）、序列比对工具（如 BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，这也为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能。 19、当Bt抗虫蛋白被分解为 后，多肽与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的 环境中才能表现出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有 。因此，Bt抗虫蛋白不会对人畜产生上述影响。 图 2 基因工程的基本操作流程 20、获取目的基因的方法有多种。在我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家 了目的基因。现在，常用 PCR 特异性地快速扩增目的基因。 21、PCR 是 反应的缩写。它是一项根据 的原理，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。该技术由穆里斯等人于19