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高二生物選修三基因工程知識點(diǎn)

基因工程：是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ淌窃贒NA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。(馬上點(diǎn)標(biāo)題下“高中生物”關(guān)注可獲得更多知識干貨，每天更新喲!)

(一)基因工程的基本工具

1. “分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)

(1)來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。

(2)功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。

(3)結(jié)果：

經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。

2. “分子縫合針”——DNA連接酶

(1)兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶)的比較：

①相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。

②區(qū)別：E·coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。

(2)與DNA聚合酶作用的異同：

DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。

3. “分子運(yùn)輸車”——載體

(1)載體具備的條件：

①能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。

②具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。

③具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。

(2)最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。

(3)其它載體：λ噬菌體的衍生物、動植物病毒。

高二生物基因工程知識點(diǎn)

第一步：目的基因的獲取

1. 目的基因是指： 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 。

2. 原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。

3. PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因

(1)PCR的含義：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。

(2)目的：獲取大量的目的基因

(3)原理：DNA雙鏈復(fù)制

(4)過程：

第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈為單鏈;

第二步：冷卻到55～60℃，引物與兩條單鏈DNA結(jié)合;

第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。

(5)特點(diǎn)：指數(shù)(2^n)形式擴(kuò)增

第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建(核心)

1. 目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

2. 組成：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因

(1)啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。

(2)終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ，位于基因的尾端。

(3)標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。

第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

1. 轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。

2. 常用的轉(zhuǎn)化方法：

將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有基因法和花粉管通道法等。

將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)。方法的受體細(xì)胞多是受精卵。

將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：原核生物作為受體細(xì)胞的原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少 ，最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌 ，其轉(zhuǎn)化方法是：

先用Ca2+處理細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞 ，再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。

3. 重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后，篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。

第四步：目的基因的檢測和表達(dá)

1. 首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交(DNA-DNA)技術(shù)。

2. 其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，方法是采用分子雜交(DNA-RNA)技術(shù)。

3. 最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是采用抗原—抗體雜交技術(shù)。

4. 有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如生物抗蟲或抗病的鑒定等。

(三)基因工程的應(yīng)用

1. 植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。

2. 動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。

3. 基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。

4. 基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體。

(四)蛋白質(zhì)工程的概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))

蛋白質(zhì)工程的基本途徑：

從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)

設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

推測應(yīng)有的氨基酸序列

找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)

★蛋白質(zhì)工程與基因工程區(qū)別

高二生物復(fù)習(xí)方法學(xué)習(xí)技巧

第一，教科書要熟爛于心。

生物，掌握了教材就是取得了一半的成功。

書中的圖例、實(shí)驗(yàn)、涉及的化學(xué)式(光合與呼吸)，要時(shí)常歸納、總結(jié)重點(diǎn)詞，如“功能、“作用”、“本質(zhì)是”，這些都要留心，書上的黑體字要背下來，如“基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”，這往往是高頻考點(diǎn)。

第二，要選擇一到兩本輔導(dǎo)書(多了就沒工夫看了)。

第三，最重要的是做題與總結(jié)。

1)把做題當(dāng)成積累。

在做題中你會逐漸摸清哪些地方經(jīng)常成為考點(diǎn)。尤其是大題，出題套路會比較固定，答案也很固定。比如一些有“本質(zhì)是”這樣字眼的題一般要答與基因、DNA有關(guān)的知識點(diǎn);又如，問神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)元之間為什么是單向傳遞的、要答“神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放并作用于突觸后膜”。生物是很有規(guī)律的一個(gè)學(xué)科掌握這些?？家恍┛c(diǎn)的知識點(diǎn)，會保證得一個(gè)中等、穩(wěn)定的分?jǐn)?shù)。

2)將經(jīng)典的題收入記憶中。每一道生物題其實(shí)都是老師們智慧的結(jié)晶，一些考點(diǎn)，單獨(dú)考的時(shí)候并不難，你甚至可以不假思索地回答出來，但出題人往往會將你在不同階段學(xué)到的知識歸納、找出其共性進(jìn)行考察，這樣就考察了你對知識點(diǎn)掌握的準(zhǔn)確性，以及舉一反三、融會貫通的能力。