生物选修3专题一知识点(详细).doc

选修3《现代生物科技专题》知识点总结
专题1   基因工程
DNA重组技术的基本工具
1、基因工程的概念
又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向改造生物的遗传性状。
优点:定向地改造生物的遗传性状;
实现基因在不同物种之间的转移,迅速培育出生物新品种
2、基因拼接的理论基础:
(1)大多数生物的遗传物质是DNA。
(2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。
(3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
3、外源基因在受体内表达的理论基础:
(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。
(2)遗传信息的传递都遵循中心法则。
(3)生物界共用一套遗传密码。
(一)基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是原核生物
(2)功能:能够识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列,有特定的切割位点(专一性)。
(3)作用部位:磷酸二酯键
结果:形成两种末端:黏性末端和平末端。
注意:用同种限制酶分别切割目的基因和载体,从而形成相同的黏性末端,然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
①作用:恢复磷酸二酯键。
②种类:E·coliDNA连接酶:来源于大肠杆菌,连接黏性末端;
T4DNA连接酶:来源于噬菌体,连接黏性末端和平末端。
3.“分子运输车”——载体
(1)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。
④对受体细胞无害
(2)常用的载体:细菌的质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒(天然质粒不能直接使用)
基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
: 编码蛋白质的结构基因。
:①从基因文库中获取目的基因
(方法:根据基因的核苷酸序列、基因的功能在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因翻译产物蛋白质等特性。)
②利用PCR技术扩增目的基因(适用于已知目的基因的一段核苷酸序列)
③通过化学方法人工合成(适用于目的基因较小,或已知目的基因核苷酸序列)


(1)PCR的含义:全称多聚酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
(2)目的:快速获取大量的目的基因
(3)原理:DNA复制
(4)使用的前提:已知目的基因的一段核苷酸序列
(5)条件:模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸
(6)过程:第一步:变性,加热至90~95℃DNA解链为单链,断裂氢键;
第二步:退火,冷却到55~60℃,引物与两条单链DNA结合,形成局部双链DNA;
第三步:延伸,加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶(Taq酶)从引物起始进行互补链的合成。
(7)特点:指数(2n)形式扩增
第二步:基因表达载体的构建(核心)
: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。
:目的基因+启动子+终止子+标记基因