2023年新人教版高中生物选择性必修三重点知识点归纳总结(基因工程)

第三章基因工程第一节重组DNA技术的根本工具基因工程转基因遗传特性，制造出更符合人们需要的的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分DNA技术。一、分子手术刀—限制性内切核酸酶全称和简称全称：_限制性内切核酸酶_简称： 限制酶_来源：主要是从_原核生物 中分别纯化出来的作用：①能够识别_双链_DNA分子的某种_特定核苷酸序列。①使_每一条_链中_特定部位_的_磷酸二酯键 断开。4.作用部位：_磷酸二酯键 识别序列：大多数限制酶的识别序列由_6_个核苷酸组成，也有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。切割结果：DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式 黏性末端_和 平末端 。EcoR①限制酶切割EcoR①GAATTCEcoR①GA之间的磷酸二酯键Sma①限制酶切割Sma①CCCGGGSma①CG之间的磷酸二酯键二、分子缝合针—DNA连接酶功能：将 两个DNA片段连接起来_，恢复被限制酶切开的_磷酸二酯键 。分类和比照种类 E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶来源 大肠杆菌特点 只缝合黏性末端

T4噬菌体缝合 黏性末端平末端作用 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键DNA有关的六种酶名称限制酶DNA连接酶

作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键

作用底物DNADNA片段

作用结果DNA切成两个片段DNA片段DNA分子DNA聚合酶或热DNA聚合酶

磷酸二酯键

脱氧核苷酸将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端DNA(水解)酶解旋酶

磷酸二酯键碱基对之间的氢键

DNADNA

DNA片段水解为单个脱氧核苷酸DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链RNA聚合酶

磷酸二酯键

核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端三、分子运输车——载体DNA片段进入受体细胞。种类：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。作为载体需具备的条件①_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_能在细胞中进展自我复制或整合到受体DNADNA同步复制_；③_常有特别的标记基因，便于重组DNA分子的筛选_；④_对受体细胞无害_。探究.实践：DNA提取思路：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在的差异，选用适当的物理或化学方法对他们进展提取。提取原理：①DNA不溶于酒精DNA与蛋白质；②DNA在NaCl溶液2mol/LNaCl溶液。鉴定原理：在确定温度下〔沸水浴A二苯胺试剂DNA的试剂。DNANaCl溶液中溶解度不同溶解规律 2mol/LNaCl溶液 0.14mol/LNaCl溶液DNA 溶解 析出DNA粗提取中的留意事项哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(DNA)。可选用鸡血细胞作材料。参与洗涤剂后，动作要轻缓、严峻，否则简洁产生大量的泡沫。参与酒精和用玻璃棒DNADNA分子不能形成絮状沉淀。二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。DNA时，参与的洗涤剂能溶解细胞膜DNA的释放；参与食盐(NaCl)DNA。DNA进一步提纯时，选用95%的酒精DNA。其次节基因工程的根本操作程序一、目的基因的筛选与猎取〔一〕目的基因的筛选与猎取1.目的基因概念在基因工程的设计和操作中，用于转变受体细胞性状或获得预期表达产物_等的基〔编码蛋白质的基因。2.筛选目的基因的方法从相关的 构造 和 功能清楚 的基因中进展筛选。从基因文库中猎取猎取方法利用PCR技术扩增通过化学方法人工合成3.PCR猎取和扩增目的基因PCR的概：PCR是聚合酶链式反响的缩写，是一项依据_DNA半保存复制_的原理，在_体外_供给参与DNA复制的各种组分与_反响条件_，对_目的基因的核苷酸序列_进展大量复制的技术。①全称： 聚合酶链式反响 ②原理： DNA半保存复制 ③操作环境： 体外〔PCR扩增仪/PCR仪〕 ④目的： 对目的基因的核苷酸序列进展大量复制 ⑤优点： 可以在短时间内大量扩增目的基因 DNA体内复制的条件DNA母链

参与的组分

DNA复制中的作用DNA复制的模板4种脱氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶引物

DNA子链的原料DNA双链DNA子链DNA聚合酶能够从端开头连接脱氧核苷酸注：引物是一小段能与_DNA母链 的一段碱基序列 互补配对_的_短单链核酸 。DNA体外复制〔PCR〕的条件参与的组分

DNA复制中的作用DNA母链4种脱氧核苷酸引物90℃以上高温耐高温的DNA聚合酶缓冲液〔含Mg2+ )其他不同的温度

DNA复制的模板DNA子链的原料DNA聚合酶能够从3’端开头连接脱氧核苷酸DNA双链〔变性温度〕DNA子链DNA聚合酶变性、复性和延长需要不同温度注复制的原料实为dNTP〔dATdTTdCTdGT同时水解产生能量为合成子链供给能量，因此体系中不需要添加ATP 。过程DNA受热变性后_解为单链_，_引物与单链相应_互补序列_结合；然后以变性90DNA解聚为单链复性延长55℃左右，两种引物通过碱基互补配对DNA结合72℃左右，Taq酶从引物起始合成互补53′端延长DNA为模板在_DNA聚合酶_作用下进展_延长变性90DNA解聚为单链复性延长55℃左右，两种引物通过碱基互补配对DNA结合72℃左右，Taq酶从引物起始合成互补53′端延长拓展：DNA复制的相关计算DNA分子总数：_2n_个；nDNA数：_2n-1_个；DNA脱氧核苷酸链总数=_2n+1_条nDNA链数：_2n_条①n代后，DNA分子有_2n_个②n代后，DNA链有_2n+1_条③第 代消灭完整的目的基因④n代后，含引物的DNA分子有_2n 个⑤n代后，共消耗_2n+1-2_个引物n代复制，消耗了_2n_个引物⑦n代后，完整的目的基因有_2n-2n_个4.猎取目的基因的其他方法构建基因文库来猎取目的基因：将含有某种生物不同基因的很多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。①基因组文库：包含一种生物全部的基因。②局部基因文库：只包含一种生物一局部基因，如cDNA文库。DNA不需要模板。〔二〕基因表达载体的构建〔核心〕1.基因表达载体的组成基因表达载体必需包括_目的基因_、 标记基因_、_启动子_、_终止子_等〔假设需要能完成启动子①本质：一段有特别序列构造的_DNA_片段。②位置：位于基因的_上游_，紧挨 转录的起始位点 。③功能： RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 。④特别类型：_诱导型启动子 。⑤诱导型启动子的特点： 当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达 。终止子①本质：一段有特别序列构造的_DNA 片段。②位置：位于基因的_下游_。③功能： 使转录在所需要的地方停下来 。注：启动子、终止子、起始密码子、终止密码子比照比较项目启动子终止子起始密码子终止密码子本质DNA片段DNA片段mRNA上三个相邻的碱基mRNA上三个相邻的碱基位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能RNA聚合酶识别和结合mRNA使转录在所需要的地方停下来翻译的起始信号〔编码氨基酸〕翻译的完毕信号〔不编码氨基酸〕标记基因①作用：_DNA分子的筛选_①常见类型：抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等基因表达载体的构建过程载体〔质粒〕

同种限制酶或能产生一样末端的限制酶切割

含有目的基因DNA__。

DNA

带有一样黏性末端〔或平末端〕的目的基因片段DNA〔重组质粒〕〔三〕将目的基因导入受体细胞将目的基因导入植物细胞—花粉管通道法操作方式①用 微量注射器_将 含目的基因的DNA溶液_直接注入_子房_中。①在_植物受粉后_确实定时间内剪去柱头将 DNA溶液 滴加在_花粉管通道 上，使目的基因借助_花柱切面 进入_胚囊_。受体细胞：_受精卵 。将目的基因导入植物细胞—农杆菌转化法转化： 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 。农杆菌特点：①能在自然条件下侵染 双子叶植物_和_裸子植物 ，而对大多数 单子叶植物_没有侵染力气。①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 。农杆菌转化法的过程：将目的基因插入_TiT-DNA中，通过农杆菌的_转化_作用，就可以使目的基因_进入植物细胞_，并DNA上，使目的基因能够_维持稳定和表达。将目的基因导入动物细胞—显微注射法受体细胞：_受精卵_过程：构建基因表达载体并提纯利用显微注射将表达载体注入动物的受精早期胚胎培育胚胎移植 获得具有性状的动物4.将目的基因导入微生物细胞—Ca2+处理法受体细胞：常用 原核生物 作为受体细胞，其中以 大肠杆菌_最广泛原核生物的优点：_生殖快、单细胞、遗传物质相对较少、易于培育 Ca2+处理法〔感受态细胞法〕的一般过程：Ca2+处理大肠杆菌 ——Ca2+的作用：增加细胞壁的通透性使细胞处于一种能吸取四周环境中DNA分子的生理状态 ——这种细胞称为感受态细胞将重组的基因表达载体导入其中

——一般利用温度变化导入〔四〕目的基因的检测与鉴定检测目的目的基因是否插入转基因生物的DNAmRNA目的基因是否翻译出蛋白质个体水平的检测1.DNA片段的电泳鉴定

检测方法DNA分子杂交技术分子杂交技术抗原—抗体杂交技术如抗虫、抗病的接种试验

推断标准是否消灭杂交带是否消灭杂交带是否消灭杂交带是否表现出相应的特性试验原理：DNA分子具有可解离的基团，在确定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。带电粒子在电场作用下，向与其携带电荷相反的电极移动。DNA分子的迁移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的构象，凝胶的浓度。电泳消灭位置不等的几条条带，说明存在长短不一的DNAPCR产物不纯洁。第三节基因工程的应用一、基因工程在农牧业方面的应用分类 实例 处理或作用转基因抗虫棉、玉从某些生物中分别出抗虫基因导入作物，使之具有抗虫转基因抗虫植物

米、大豆、水稻和性状。可削减因化学农药的使用而造成的环境污染马铃薯 和对人类安康的损害，降低生产本钱、提高产量 。将源于某些病毒真菌等的抗病基因导入作物,培育出抗病作物。抗病毒转基因甜 病毒外壳蛋白基因转基因抗病植 抗病毒的目的基因{物 椒、番木瓜和烟草 病毒复制酶基因等抗真菌的目的基因{

几丁质酶基因抗毒素合成基因转基因抗逆植抗除草剂玉米、转抗逆性基因：调整细胞渗透压的基因(提高作物抗盐碱、物鱼抗寒基因番茄等抗干旱)；抗除草剂基因；鱼的抗冻蛋白基因。改进植物的品高赖氨酸玉米、含大量纤维素的转基改善植物的养分成分含量〔如氨基酸、蛋白质〕或提升质因玉米、转基因矮牵牛赏识价值等。提高动物的生转生长激素基因的长速率 鲤鱼

由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快生长速率。改善畜产品的 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分转肠乳糖酶基因牛品质 泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。二、基因工程在医药卫生领域的应用转基因动物生产〔乳房生物反将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因药物应器〕的启动子等调控元件重组在一起。转基因动物作器官移植的供体

抑制或除去抗原打算基因，结合克隆克隆猪器官 技术培育出没有免疫排斥反响的转基因克隆猪器官。基因治疗的策略主要有基因置换、基因修基因治疗 镰状细胞贫血的治疗方案

复、基因增补、基因失活等。