2022年高考生物总复习基础概念复习提纲(选修三).docx

高三生物选修 高三生物选修 3 知识点 - - PAGE 10 - 专题 1 基因工程 基因工程的概念： 基因工程是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物 的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体 细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术，又称为 DNA重组技术。概念分析： ①基因工程技术的原理：基因重组 ②目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 ③操作水平： DNA分子（基因）水平 （一）基因工程的基本工具 “分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） ）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 ）功能：能够识别双链 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，因此具有专一性。 ）结果：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。 “分子缝合针”—— DNA连接酶 ）两种 DNA连接酶（ E·coliDNA 连接酶和 T4- DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别： E·coliDNA 连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链 DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； 而 T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 ）与 DNA聚合酶作用的异同 :DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个 DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 “分子运输车”——载体 ）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA片段插 入。 ③具有标记基因，供重组 DNA的鉴定和选择。 ）最常用的载体是质粒 , 它是一种裸露的、结构简单的，并具有自我复制能力的双链环状 DNA分子。 ）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒。 在进行基因工程操作中，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。 ( 二) 基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取 目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因 。 原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。 PCR技术扩增目的基因 ）原理： DNA双链复制 实质：是一项在生物体外复制特定 DNA片段的核酸合成技术。 高三生物选修 3 高三生物选修 3 知识点 ）过程：第一步：（变性）加热至 90～95℃DNA解链；第二步：（复性）冷却到 55～ 60℃，引物结合到互补 DNA链；第三步：（延伸）加热至 70～ 75℃，热稳定 DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代， 使目的基因能够表达和发挥作用。 组成：复制原点＋启动子＋目的基因＋终止子＋标记基因 ）启动子：是一段有特殊结构的 DNA片段，位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRN，A 最终获得所需的蛋 白质。 ）终止子：也是一段有特殊结构的 DNA片段 ，位于基因的尾端。 ）标记基因的作用：是为了鉴定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。常用的标记基因是抗生素抗性基因。第三步：将目的基因导入受体细胞 转化的概念：是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。 常用的转化方法： 导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多 是受精卵（或卵细胞）。 导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细 胞、遗传物质相对较 2+少 ，最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是：先用 Ca 处理细胞，使其成为感受态细胞 ，再将重组表达载体 DNA分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA分子， 完成转化过程。 2+ 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。 第四步：目的基因的检测和表达 首先要检测转基因生物的染色体 DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。 基因探针：是指用放射性同位素或荧光分子等标记的 DNA分子。 其次还要检测目的基因是否转录出了 mRN，A 方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。 最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋 白质，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交。 有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 （三）基因工程的应用 植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 动物基因工