第3章 基因工程(暨背诵记忆)(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

该高中生物学知识清单系统梳理了“重组DNA技术的基本工具”核心内容，涵盖限制酶、DNA连接酶、质粒等载体及DNA分离鉴定原理，搭建从基础概念记诵到关键原理阐释的递进式学习支架。 清单采用“概念梳理+长句表达”分类呈现知识体系，如明确载体必备的三个条件、限制酶识别特定序列并断裂磷酸二酯键的作用机制，培养科学思维与生命观念。特别标注标记基因筛选功能等重难点，助力不同学生精准掌握，教师可据此优化教学，提升复习效率。

第2课时　将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定 一、概念梳理必记 1.转化是指目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法及受体细胞：（1）导入植物细胞： 农杆菌转化法（最常用）和 花粉管通道法（我国独创，如抗虫棉）；受体是体细胞或受精卵。 （2）导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术，受体细胞多是受精卵。 （3）导入微生物细胞：常用的方法是Ca2＋处理法；常以大肠杆菌作为受体细胞。 3.农杆菌的特点：农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后能将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。 4.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 5.分子水平的检测 （1）通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因； （2）利用PCR技术检测目的基因是否转录出了mRNA； （3）用相应抗体进行抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质等。 6.个体生物学水平的鉴定：抗虫、抗病接种试验等。 7.DNA片段的扩增原理：PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解旋与结合。 8.电泳是指在电场的作用下，带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动的过程。 9.在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关。 二、长句表达必明 1.在培育转基因微生物时一般先用Ca2＋处理受体细胞的目的是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 2.当真核生物的基因以原核生物作为受体细胞时，若无法获得该蛋白，原因可能是真核生物的基因有内含子，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，因此无法表达出该蛋白。以上情况的解决方法是使用cDNA作为目的基因或使用酵母菌等真核生物作为受体细胞。 3.当真核生物的基因以原核生物作为受体细胞时，若可以获得该蛋白，但是蛋白质无活性，原因可能是原核生物缺少高尔基体和内质网等细胞器，无法对真核生物的蛋白质进行正确的加工。以上情况的解决方法是人工体外再加工或使用酵母菌等真核生物作为受体细胞。 4.目的基因的检测与鉴定的目的是：（1）检查目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性。 （2）检查转基因生物是否培育成功。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节　蛋白质工程的原理和应用 一、概念梳理必记 1.蛋白质工程的概念：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 2.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。 3.蛋白质工程的手段：通过基因修饰或基因合成，进而指导合成所需蛋白质。 4.蛋白质工程的基本思路：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 5.蛋白质工程的原理：从预期的蛋白质功能出发，到找到相对应的基因，即中心法则的逆推。 6.蛋白质工程的最终结果：生产出自然界从来没有过的蛋白质。 二、长句表达必明 1.蛋白质工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白质的主要原因是天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。对基因进行改造比对蛋白质直接改造更容易操作，难度要小得多。 2.研究人员试图将人胰岛素的B链的第28位氨基酸由脯氨酸替换为天冬氨酸，从而有效抑制胰岛素的聚合，获得速效胰岛素类似物，操作方法是将基因相应位置上的碱基进行替换，从而使其指导合成的胰岛素相应位置上的氨基酸发生改变。 3.改变一个氨基酸就可以改变蛋白质的稳定性甚至某种蛋白酶的活性的原因是蛋白质的结构是由其氨基酸组成决定的，个别氨基酸的改变就会导致其结构的改变，从而影响到其性质和功能。 4.如果已经推测出多肽中的氨基酸序列，那么推测出的基因中的碱基序列不是唯一的原因是一个氨基酸是由一个或多个密码子决定的，因此获得的基因中的碱基序列有多种。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节　重组DNA技术的基本工具 一、概念梳理必记 1.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。 2.DNA连接酶分为两类，一类是E.coli DNA连接酶，另一类是T4 DNA连接酶。 3.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。 4.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人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。 5.在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。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。 6.载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能自我复制；②具有1个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；③具有标记基因。 7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，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2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。 二、长句表达必明 1.限制性内切核酸酶的作用是能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 2.E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1课时　目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建 一、概念梳理必记 1. 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、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 2.目的基因是指基因工程的设计和操作中用于改变受体细胞性状或预期表达产物等的基因，主要是指编码蛋白质的基因。 3.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，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。 4.PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。 5.PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。 6.基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。 7.启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。 8.标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。（或供重组DNA的鉴定和选择）。 二、长句表达必明 1.PCR技术中引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。 2.构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。 3.在构建基因表达载体时，一般用同种限制酶切割目的基因和载体的目的是产生相同的黏性末端，便于DNA连接酶连接成重组DNA。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　基因工程的应用 一、概念梳理必记 1.科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。 3.目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入调控基因表达的DNA序列，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 二、长句表达必明 1.将胰岛素基因转入细菌细胞，进行微生物培养，提取胰岛素要进一步加工和修饰以使其获得生物活性的原因是细菌细胞内无内质网和高尔基体，无法对胰岛素进行加工和修饰。 2.在研制膀胱生物反应器时，应使药用蛋白基因在膀胱上皮细胞中特异表达，它与乳腺生物反应器的相同点和不同点分别是：相同点是收集药用蛋白较容易，且不会对动物造成伤害。不同点是乳腺生物反应器必须是处于泌乳期后的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何发育时期的雌雄动物均可生产。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $