2023年高考生物必背知识点总结-基因工程

基因工程基因工程的别名操作环境操作对象操作原理操作水平根本过程目的优点基因工程的别名操作环境操作对象操作原理操作水平根本过程目的优点基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因基因重组DNA剪切→拼接→导入→表达制造出更符合人们需要的生物类型和生物产品抑制远缘杂交不亲和障碍，定向改造生物的遗传性状2．DNA限制性核酸内切酶(简称：限制酶)①本质：蛋白质。②来源：主要是从原核生物中分别纯化出来的。③作用：识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。④结果：产生黏性末端或平末端。例：如以以下图所示，EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是—GAATTCGASmaⅠ限制酶识别的碱基序列是—CCCGGG—，切割位点在CG限制酶为何不切割自身DNA?提示限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的碱基序列，并在特定的位点上进展切割。限制酶不切割自身DNADNADNA①作用：将限制酶切割下来的DNADNA②类型常用类型 E·coliDNA连接酶 TDNA连接酶4来源 大肠杆菌 T4

噬菌体功能 只“缝合”黏性末端 “缝合”黏性末端和平末端结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键③DNA载体①载体的作用：携带外源DNA②常用载体：质粒。其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。③质粒概念：质粒是—种暴露的、构造简洁、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制力气的很小的双链环状DNA特点：能自我复制；有—个至多个限制酶切割位点；有特别标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。二基因工程的根本操作程序目的基因的猎取目的基因：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些具调控作用的因子。从03基因文库中猎取猎取方法利用04mRN人工合成猎取方法 通过05DNA合成仪用化学方法人工合成利用PCR技术扩增从基因文库中猎取①基因文库：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cDNA基因组文库的构建提取某种生物的基因组文库的构建提取某种生物的DNA↓限制酶切割确定大小的DNA↓与载体连接导入受体菌中储存↓基因组文库cDNA某种生物的mRNA反逆↓转录酶单链互补DNA↓DNAcDNA↓与载体连接导入受体菌中储存↓cDNA利用PCR①根底学问PCR含义 是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术PCR原理 DNA双链复制前提条件 有一段目的基因的核苷酸序列，以便依据这一序列合成引物模板 目的基因两条链要求 原料 dCTP、dATP、dGTP、dTTP酶 热稳定DNA聚合酶(Taq酶)引物 人工合成的两条DNA片段(引物1，引物2)90～95_℃时，双链DNA变性PCR过程

温度下降到55～60_℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合复性延长扩增方向方式结果②PCR

70～75℃时，Taq3′端开头进展互补链的合成DNA聚合酶不能从头开头合成DNA3′端延长DNA链，即DNA5′3′端延长指数形式扩增(2n，n为扩增循环的次数)短时间内大量扩增目的基因使用时参照教材表格设计好PCR仪的循环程序即可假设无PCR31恒温水浴锅代用具试验 a.PCR仪用具

替。三个恒温水浴锅的温度分别为94℃、55℃和72℃，然后依据确定的要求，在三个水浴锅中来回转移PCR反响的微量离心管b.微量离心管：一种薄壁塑料管，总容积为0.5mL。c.微量移液器：用于定量转移PCR配方中的液体，其上的一次性吸液枪头用一次更换一次。预备：依据PCR↓移液：用微量移液器依据配方在微量离心管中依次参与各组分操作 ↓步骤 混合：盖严离心管口的盖子，用手指轻轻弹击管壁↓离心：将微量离心管放在离心机上，离心约10s。目的是使反响液集中在离心管底部↓反响：将离心管放入PCRDNA260nmDNADNA点进展DNA2μLPCR98μL50↓DNA含量测比照调零：以蒸馏水作为空白比照，在波长260nm处，将紫外分光光度计的读数调整至零定 ↓测定：取DNA100μL260nm↓计算：DNA(μg/mL)＝50*×(260nm501cmOD260

150μg/mL的双链DNA。a.为避开外源DNAPCR使用前必需进展高压灭菌留意 b．PCR所用的缓冲液试验前应分装成小份，并在－20_℃储存。使用前，将缓冲液从冰箱中取出，放事项 在冰块上缓慢溶化，备用c．在微量离心管中添加反响成分时，每吸取一种试剂后移液器上的枪头必需更换d．混匀后离心处理，使反响液集中在离心管底部人工合成①前提条件：核苷酸序列，基因比较小。②方法反转录反转录法：目的基因的化学合成法：通过DNA合成仪直接人工合成2．基因表达载体的构建——基因工程的核心操作目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。组成构建过程猎取目的基因与切割载体时只能用同一种限制酶吗？提示不是只能用一种限制酶，也可以用不同的限制酶，只要切割后目的基因和载体的黏性末端一样即可。3．将目的基因导入受体细胞(1)将目的基因导入植物细胞①农杆菌转化法：最常用的方法。a．受体细胞：植物体细胞或受精卵。b．操作过程：将目的基因插入TiTDNATDNA合到受体细胞的染色体DNA②基因枪法：适用于单子叶植物，本钱较高。③花粉管通道法：将目的基因通过花粉管通道导入受体细胞，格外简便经济。(2)将目的基因导入动物细胞①方法：显微注射技术。②受体细胞：动物的受精卵。获得转基因动物时，通常选择受精卵做受体细胞的缘由？提示受精卵全能性高，可使目的基因在相应的组织细胞内表达。(3)将目的基因导入微生物细胞①转化方法a．用Ca2＋处理细胞，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)。b．感受态细胞吸取重组表达载体DNA②受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌)。类型步骤检测内容类型步骤检测内容转基因生物的DNA目的基因目的基因是否转录出了mRNA目的基因是否翻译成蛋白质方法第一步DNA(DNA和DNA分子检测其次步第三步分子杂交技术(DNAmRNA抗原—抗体杂交技术个体生物学水平鉴 抗虫或抗病接种试验，以确定是否有抗性以及抗性的程度定不管是分子水平还是个体生物学水平的检测，都是在体外进展的。在DNA分子、mRNA分子上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是用放射性同位素等作标记的目的基因的DNA三基因工程的应用1．转基因植物农作物的品质和利用植物生产药物等方面。转基因动物动物基因工程在动物品种改进、建立生物反响器、器官移植等方面显示了宽阔的应用前景。3．基因工程药物来源：转基因的工程菌。成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。作用：用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4．基因治疗(1)方法：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。(2)效果：治疗遗传病的最有效的手段。(3)分类：体内基因治疗和体外基因治疗。四蛋白质工程概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的构造规律及其与生物功能的关系作为根底，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进展改造，或制造一种的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。根本途径：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质构造→推想应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。DNA磷酸二酯键DNADNA磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNADNA磷酸二酯键脱氧核苷酸以单链DNA链末端RNA磷酸二酯键核糖核苷酸DNA单链末端名称作用部位底物作用结果限制酶磷酸二酯键DNADNADNA(水解)酶磷酸二酯键DNADNA解旋酶碱基对之间的氢键DNA将双链DNA分子局部解旋为单链基因表达载体构建时限制酶的选择(1)依据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstPstEcoRⅠ。②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。③为避开目的基因和质粒的自身环化和任凭连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲选择用PstEcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)依据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相全都(也可以是能形成一样黏性末端的不同限制酶)，以确保具有一样的黏性末端。②质粒作为载体必需具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些构造，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；假设所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丧失某些片段，假设丧失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后将不能自主复制。基因表达载体中启动子、终止子的来源假设目的基因是从自然界中已有的物种中分别出来的，目的基因中已含有启动子、终止子，在构建基因表达载体时，不需要在质粒上接上特定的启动子、终止子。假设目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。如何筛选出含有目的基因的受体细胞原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，假设插入某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。如图，目的基因插入了四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。被转化的细菌有三种：含环状目的基因的细菌、含重组质粒的细菌、含质粒的细菌。筛选方法：将转化后的细菌先放在含氨苄青霉素的培育基上培育，能生长的是含重组质粒的细菌和含质粒的细菌，如图1、2、3、4、5菌落，再利用灭菌的绒布影印到含有四环素的培育基上，如图能生长的菌落为2、3、4，则在含四环素培育基上不生长的即为含有目的基因的菌落，如图1、5菌落。最终，可在含氨苄青霉素的培育基上1、5工程过程工程过程区蛋白质工程 基因工程预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质构造猎取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因→推想应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定核苷酸序列(基因)别 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质结果生产