2023年新人教版高中生物選擇性必修三重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)(基因工程)

第三章基因工程第一節(jié)重組DNA技術(shù)的根本工具基因工程轉(zhuǎn)基因遺傳特性，制造出更符合人們需要的的生物類型和生物制品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分DNA技術(shù)。一、分子手術(shù)刀—限制性內(nèi)切核酸酶全稱和簡稱全稱：_限制性內(nèi)切核酸酶_簡稱： 限制酶_來源：主要是從_原核生物 中分別純化出來的作用：①能夠識(shí)別_雙鏈_DNA分子的某種_特定核苷酸序列。①使_每一條_鏈中_特定部位_的_磷酸二酯鍵 斷開。4.作用部位：_磷酸二酯鍵 識(shí)別序列：大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_6_個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_4_個(gè)、_8_個(gè)或 其他數(shù)量_的核苷酸組成。切割結(jié)果：DNA分子經(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 。EcoR①限制酶切割EcoR①GAATTCEcoR①GA之間的磷酸二酯鍵Sma①限制酶切割Sma①CCCGGGSma①CG之間的磷酸二酯鍵二、分子縫合針—DNA連接酶功能：將 兩個(gè)DNA片段連接起來_，恢復(fù)被限制酶切開的_磷酸二酯鍵 。分類和比照種類 E·coliDNA連接酶 T4DNA連接酶來源 大腸桿菌特點(diǎn) 只縫合黏性末端

T4噬菌體縫合 黏性末端平末端作用 恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵DNA有關(guān)的六種酶名稱限制酶DNA連接酶

作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵

作用底物DNADNA片段

作用結(jié)果DNA切成兩個(gè)片段DNA片段DNA分子DNA聚合酶或熱DNA聚合酶

磷酸二酯鍵

脫氧核苷酸將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶解旋酶

磷酸二酯鍵堿基對(duì)之間的氫鍵

DNADNA

DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長鏈RNA聚合酶

磷酸二酯鍵

核糖核苷酸將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端三、分子運(yùn)輸車——載體DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞。種類：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。作為載體需具備的條件①_有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段〔基因〕插入其中 ；②_能在細(xì)胞中進(jìn)展自我復(fù)制或整合到受體DNADNA同步復(fù)制_；③_常有特別的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選_；④_對(duì)受體細(xì)胞無害_。探究.實(shí)踐：DNA提取思路：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面存在的差異，選用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法對(duì)他們進(jìn)展提取。提取原理：①DNA不溶于酒精DNA與蛋白質(zhì)；②DNA在NaCl溶液2mol/LNaCl溶液。鑒定原理：在確定溫度下〔沸水浴A二苯胺試劑DNA的試劑。DNANaCl溶液中溶解度不同溶解規(guī)律 2mol/LNaCl溶液 0.14mol/LNaCl溶液DNA 溶解 析出DNA粗提取中的留意事項(xiàng)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核(DNA)?？蛇x用雞血細(xì)胞作材料。參與洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、嚴(yán)峻，否則簡潔產(chǎn)生大量的泡沫。參與酒精和用玻璃棒DNADNA分子不能形成絮狀沉淀。二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。DNA時(shí)，參與的洗滌劑能溶解細(xì)胞膜DNA的釋放；參與食鹽(NaCl)DNA。DNA進(jìn)一步提純時(shí)，選用95%的酒精DNA。其次節(jié)基因工程的根本操作程序一、目的基因的篩選與獵取〔一〕目的基因的篩選與獵取1.目的基因概念在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于轉(zhuǎn)變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物_等的基〔編碼蛋白質(zhì)的基因。2.篩選目的基因的方法從相關(guān)的 構(gòu)造 和 功能清楚 的基因中進(jìn)展篩選。從基因文庫中獵取獵取方法利用PCR技術(shù)擴(kuò)增通過化學(xué)方法人工合成3.PCR獵取和擴(kuò)增目的基因PCR的概：PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒错懙目s寫，是一項(xiàng)依據(jù)_DNA半保存復(fù)制_的原理，在_體外_供給參與DNA復(fù)制的各種組分與_反響條件_，對(duì)_目的基因的核苷酸序列_進(jìn)展大量復(fù)制的技術(shù)。①全稱： 聚合酶鏈?zhǔn)椒错?②原理： DNA半保存復(fù)制 ③操作環(huán)境： 體外〔PCR擴(kuò)增儀/PCR儀〕 ④目的： 對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)展大量復(fù)制 ⑤優(yōu)點(diǎn)： 可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因 DNA體內(nèi)復(fù)制的條件DNA母鏈

參與的組分

DNA復(fù)制中的作用DNA復(fù)制的模板4種脫氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶引物

DNA子鏈的原料DNA雙鏈DNA子鏈DNA聚合酶能夠從端開頭連接脫氧核苷酸注：引物是一小段能與_DNA母鏈 的一段堿基序列 互補(bǔ)配對(duì)_的_短單鏈核酸 。DNA體外復(fù)制〔PCR〕的條件參與的組分

DNA復(fù)制中的作用DNA母鏈4種脫氧核苷酸引物90℃以上高溫耐高溫的DNA聚合酶緩沖液〔含Mg2+ )其他不同的溫度

DNA復(fù)制的模板DNA子鏈的原料DNA聚合酶能夠從3’端開頭連接脫氧核苷酸DNA雙鏈〔變性溫度〕DNA子鏈DNA聚合酶變性、復(fù)性和延長需要不同溫度注復(fù)制的原料實(shí)為dNTP〔dATdTTdCTdGT同時(shí)水解產(chǎn)生能量為合成子鏈供給能量，因此體系中不需要添加ATP 。過程DNA受熱變性后_解為單鏈_，_引物與單鏈相應(yīng)_互補(bǔ)序列_結(jié)合；然后以變性90DNA解聚為單鏈復(fù)性延長55℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)DNA結(jié)合72℃左右，Taq酶從引物起始合成互補(bǔ)53′端延長DNA為模板在_DNA聚合酶_作用下進(jìn)展_延長變性90DNA解聚為單鏈復(fù)性延長55℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)DNA結(jié)合72℃左右，Taq酶從引物起始合成互補(bǔ)53′端延長拓展：DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算DNA分子總數(shù)：_2n_個(gè)；nDNA數(shù)：_2n-1_個(gè)；DNA脫氧核苷酸鏈總數(shù)=_2n+1_條nDNA鏈數(shù)：_2n_條①n代后，DNA分子有_2n_個(gè)②n代后，DNA鏈有_2n+1_條③第 代消滅完整的目的基因④n代后，含引物的DNA分子有_2n 個(gè)⑤n代后，共消耗_2n+1-2_個(gè)引物n代復(fù)制，消耗了_2n_個(gè)引物⑦n代后，完整的目的基因有_2n-2n_個(gè)4.獵取目的基因的其他方法構(gòu)建基因文庫來獵取目的基因：將含有某種生物不同基因的很多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。①基因組文庫：包含一種生物全部的基因。②局部基因文庫：只包含一種生物一局部基因，如cDNA文庫。DNA不需要模板?！捕郴虮磉_(dá)載體的構(gòu)建〔核心〕1.基因表達(dá)載體的組成基因表達(dá)載體必需包括_目的基因_、 標(biāo)記基因_、_啟動(dòng)子_、_終止子_等〔假設(shè)需要能完成啟動(dòng)子①本質(zhì)：一段有特別序列構(gòu)造的_DNA_片段。②位置：位于基因的_上游_，緊挨 轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn) 。③功能： RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 。④特別類型：_誘導(dǎo)型啟動(dòng)子 。⑤誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的特點(diǎn)： 當(dāng)誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以激活或抑制目的基因的表達(dá) 。終止子①本質(zhì)：一段有特別序列構(gòu)造的_DNA 片段。②位置：位于基因的_下游_。③功能： 使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來 。注：啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子比照比較項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)DNA片段DNA片段mRNA上三個(gè)相鄰的堿基mRNA上三個(gè)相鄰的堿基位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合mRNA使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來翻譯的起始信號(hào)〔編碼氨基酸〕翻譯的完畢信號(hào)〔不編碼氨基酸〕標(biāo)記基因①作用：_DNA分子的篩選_①常見類型：抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程載體〔質(zhì)?！?/p>

同種限制酶或能產(chǎn)生一樣末端的限制酶切割

含有目的基因DNA__。

DNA

帶有一樣黏性末端〔或平末端〕的目的基因片段DNA〔重組質(zhì)?！场踩硨⒛康幕?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—花粉管通道法操作方式①用 微量注射器_將 含目的基因的DNA溶液_直接注入_子房_中。①在_植物受粉后_確實(shí)定時(shí)間內(nèi)剪去柱頭將 DNA溶液 滴加在_花粉管通道 上，使目的基因借助_花柱切面 進(jìn)入_胚囊_。受體細(xì)胞：_受精卵 。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化： 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 。農(nóng)桿菌特點(diǎn)：①能在自然條件下侵染 雙子葉植物_和_裸子植物 ，而對(duì)大多數(shù) 單子葉植物_沒有侵染力氣。①農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有 Ti質(zhì)粒_，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將_Ti質(zhì)粒_上的_T-DNA_〔可轉(zhuǎn)移的DNA〕轉(zhuǎn)移_到被侵染的細(xì)胞，并且將其 整合到該細(xì)胞的染色體DNA上 。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程：將目的基因插入_TiT-DNA中，通過農(nóng)桿菌的_轉(zhuǎn)化_作用，就可以使目的基因_進(jìn)入植物細(xì)胞_，并DNA上，使目的基因能夠_維持穩(wěn)定和表達(dá)。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞—顯微注射法受體細(xì)胞：_受精卵_過程：構(gòu)建基因表達(dá)載體并提純利用顯微注射將表達(dá)載體注入動(dòng)物的受精早期胚胎培育胚胎移植 獲得具有性狀的動(dòng)物4.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞—Ca2+處理法受體細(xì)胞：常用 原核生物 作為受體細(xì)胞，其中以 大腸桿菌_最廣泛原核生物的優(yōu)點(diǎn)：_生殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、易于培育 Ca2+處理法〔感受態(tài)細(xì)胞法〕的一般過程：Ca2+處理大腸桿菌 ——Ca2+的作用：增加細(xì)胞壁的通透性使細(xì)胞處于一種能吸取四周環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài) ——這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞將重組的基因表達(dá)載體導(dǎo)入其中

——一般利用溫度變化導(dǎo)入〔四〕目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)目的目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的DNAmRNA目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)個(gè)體水平的檢測(cè)1.DNA片段的電泳鑒定

檢測(cè)方法DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)抗原—抗體雜交技術(shù)如抗蟲、抗病的接種試驗(yàn)

推斷標(biāo)準(zhǔn)是否消滅雜交帶是否消滅雜交帶是否消滅雜交帶是否表現(xiàn)出相應(yīng)的特性試驗(yàn)原理：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在確定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。帶電粒子在電場(chǎng)作用下，向與其攜帶電荷相反的電極移動(dòng)。DNA分子的遷移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的構(gòu)象，凝膠的濃度。電泳消滅位置不等的幾條條帶，說明存在長短不一的DNAPCR產(chǎn)物不純潔。第三節(jié)基因工程的應(yīng)用一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用分類 實(shí)例 處理或作用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、玉從某些生物中分別出抗蟲基因?qū)胱魑铮怪哂锌瓜x轉(zhuǎn)基因抗蟲植物

米、大豆、水稻和性狀。可削減因化學(xué)農(nóng)藥的使用而造成的環(huán)境污染馬鈴薯 和對(duì)人類安康的損害，降低生產(chǎn)本錢、提高產(chǎn)量 。將源于某些病毒真菌等的抗病基因?qū)胱魑?培育出抗病作物。抗病毒轉(zhuǎn)基因甜 病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)基因抗病植 抗病毒的目的基因{物 椒、番木瓜和煙草 病毒復(fù)制酶基因等抗真菌的目的基因{

幾丁質(zhì)酶基因抗毒素合成基因轉(zhuǎn)基因抗逆植抗除草劑玉米、轉(zhuǎn)抗逆性基因：調(diào)整細(xì)胞滲透壓的基因(提高作物抗鹽堿、物魚抗寒基因番茄等抗干旱)；抗除草劑基因；魚的抗凍蛋白基因。改進(jìn)植物的品高賴氨酸玉米、含大量纖維素的轉(zhuǎn)基改善植物的養(yǎng)分成分含量〔如氨基酸、蛋白質(zhì)〕或提升質(zhì)因玉米、轉(zhuǎn)基因矮牽牛賞識(shí)價(jià)值等。提高動(dòng)物的生轉(zhuǎn)生長激素基因的長速率 鯉魚

由于外源生長激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長更快生長速率。改善畜產(chǎn)品的 將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因牛品質(zhì) 泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)〔乳房生物反將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因藥物應(yīng)器〕的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體

抑制或除去抗原打算基因，結(jié)合克隆克隆豬器官 技術(shù)培育出沒有免疫排斥反響的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官?；蛑委煹牟呗灾饕谢蛑脫Q、基因修基因治療 鐮狀細(xì)胞貧血的治療方案

復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。