高中生物選修3專題14基礎(chǔ)知識點(diǎn)總結(jié)(已修改)
2025-04-19 04:09 本頁面
【正文】 高中生物選修3基礎(chǔ)知識總結(jié)專題一 基因工程 原理：基因重組基因工程的概念：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)。 定向改造生物的遺傳性狀。（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（回文序列），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。（注意“酯”的寫法）（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（EcoliDNA連接酶和基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→ 拼接→導(dǎo)入→ 表達(dá)實(shí)質(zhì)基因重組結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物（定向的)T4DNA連接酶）的比較：①相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。②區(qū)別：EcoliDNA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連接酶來源于T4噬菌體，能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。(2)DNA聚合酶、RNA聚合酶和DNA連接酶的比較：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。 ④安全無毒 ⑤大小合適（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： 噬菌體的衍生物、動植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲?。?編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因或具有調(diào)控作用的因子。：從基因文庫中獲??；PCR擴(kuò)增目的基因；人工化學(xué)法合成。（1）原理：DNA復(fù)制（2）過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。（3）條件：模板、耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）、引物、脫氧核苷酸、精確的溫度控制、能量第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建：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。：目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因（﹢復(fù)制原點(diǎn)）（1）啟動子：啟動目的基因的轉(zhuǎn)錄。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：終止目的基因的轉(zhuǎn)錄。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_：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。：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 基因槍法、花粉管通道法。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)。此方法的受體細(xì)胞多是 受精卵。將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：Ca2+轉(zhuǎn)化法注意：① 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，目前已開發(fā)出來的方法有很多種，每種方法都有利弊，適合于不同的受體細(xì)胞。究竟選用哪種方法，要根據(jù)具體情況而定。② 以上介紹的幾種方法，在導(dǎo)入受體細(xì)胞之前，都必須進(jìn)行目的基因表達(dá)載體的構(gòu)建，也就是說導(dǎo)入受體細(xì)胞的必須是重組DNA分子，而不能直接導(dǎo)入目的基因。第四步：目的基因的檢測和表達(dá) 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分子雜交技術(shù)。 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是采用 用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交，即分子雜交技術(shù)。 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的 抗體進(jìn)行 抗原－抗體雜交。 個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定，進(jìn)行抗蟲抗病的接種試驗(yàn)觀察植物是否出現(xiàn)抗蟲抗病性狀。（三）基因工程的應(yīng)用（一）植物基因工程碩果累累1. 抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 2. 抗病轉(zhuǎn)基因植物3. 抗逆轉(zhuǎn)基因植物針對鹽堿、干旱、低溫、澇害等不利環(huán)境條件而培育的抗鹽堿、耐旱、耐寒、抗?jié)?. 利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)主要成果基因轉(zhuǎn)移方法轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准?xì)胞中表達(dá)成功轉(zhuǎn)基因延熟番茄將控制番茄果實(shí)成熟的基因?qū)敕艳D(zhuǎn)基因矮牽牛將與植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)氚珷颗＾D(zhuǎn)基因煙草苗將螢火蟲的發(fā)光基因?qū)霟煵荩ǘ﹦游锘蚬こ糖熬皬V闊動物基因工程在動物品種改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植等很多方面顯示了廣闊的應(yīng)用前景。1. 用于提高動物生長速度將外源生長激素基因?qū)雱游矬w內(nèi)，在其體內(nèi)合成大量生長激素2. 用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3. 用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物乳腺（房）生物反應(yīng)器：用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程與轉(zhuǎn)基因動物操作過程相同。為了使目標(biāo)產(chǎn)品在奶中形成，需要使用乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子，要在編碼目的蛋白質(zhì)的基因序列前加上乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子構(gòu)建成表達(dá)載體。操作過程大致歸納為：獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）→構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動子）→顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動物→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）。4. 用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體（三）基因工程藥物（主要是微生物）基因工程藥物種類：細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。原理：用基因工程的方法，使外源基因在工程菌細(xì)胞內(nèi)高效表達(dá)。用DNA重組技術(shù)生產(chǎn)的人類蛋白藥物種類（部分）（四）基因治療 （1）體外基因治療 （2）體內(nèi)基因治療基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。總結(jié)：動物基因工程的受體細(xì)胞是受精卵或胚胎干細(xì)胞，因?yàn)橹挥惺芫鸦蚺咛?
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