基因工程學案知識點-高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3

第一章基因工程一、基因工程的基本工具1．限制性核酸內(nèi)切酶(也稱“限制酶”)——“分子手術刀”(1)來源：主要來自原核生物。(2)種類：約4000種。(3)特點：①識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列。②切割特定核苷酸序列中的特定位點。(4)作用：斷裂特定的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(5)結果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。2．DNA連接酶——“分子縫合針”種類E?coliDNA連接酶 T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體特點縫合（黏性）末端縫合（黏性）末端和（平）末端作用縫合雙鏈DNA片段，恢復兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵3.基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”(1)種類①質粒：常存在于原核細胞和酵母菌中，是一種分子質量較小的、環(huán)狀的、裸露的DNA分子，獨立于擬核之外。②λ噬菌體的衍生物和動植物病毒等。(2)目的①將目的基因轉運到宿主細胞中去。②在受體細胞內(nèi)對目的基因進行大量復制。(3)必備條件①在宿主細胞中保存下來并大量復制。②有多個限制酶切割位點。③有一定的標記基因，便于篩選。④對受體細胞無害，大小適宜。二、基因工程基本操作程序1.目的基因的獲取(1)目的基因：主要是編碼蛋白質的基因，也可以是一些具有調控作用的因子(2)獲取的方法：①從基因文庫中獲取目的基因A.基因組文庫：含有某種生物的全部基因的文庫B.部分基因文庫：含某種生物的部分基因的文庫，如cDNA文庫②利用PCR技術擴增目的基因：A.PCR的全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。B.原理是DNA復制C.條件：a.模板即一段已知目的基因的核苷酸序列b.引物c.Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶）d.四種脫氧核苷酸③化學方法直接人工合成目的基因（根據(jù)氨基酸序列合成DNA）適用范圍：適用于基因較小、核苷酸序列又已知的目的基因的獲取2.基因表達載體的構建（基因工程的核心）(1)目的：①使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，②同時使目的基因能表達和發(fā)揮作用(2)基因表達載體的組成①啟動子：是RNA聚合酶識別和結合的位點，驅動基因轉錄mRNA；位于基因首端②目的基因：能編碼出人們所需要的蛋白質的基因③終止子：終止合成mRNA；位于基因的尾端④標記基因：鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來3、目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞是實施基因工程的第三步。目的基因進入受體細胞，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程，稱為轉化。1.將目的基因導入植物細胞⑴方法：農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法。⑵農(nóng)桿菌轉化法機理：農(nóng)桿菌易感染雙子葉植物和裸子植物，對多數(shù)單子葉植物沒有感染力。當植物體受損傷時，傷口處的細胞會分泌大量酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞。這時農(nóng)桿菌中的Ti質粒上的T-DNA可轉移至受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上。2.將目的基因導入動物細胞⑴常用方法：顯微注射技術。3.將目的基因導入微生物細胞⑴由于原核生物繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少等，因此，早期的基因工程操作都用原核生物作為受體細胞。⑵感受態(tài)法：首先用Ca2+處理細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細胞稱為感受態(tài)細胞。第二步是將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液與感受態(tài)細胞混合，在一定溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子。4、目的基因的檢測與鑒定1.檢測及方法⑴檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在受體細胞中穩(wěn)定遺傳的關鍵。檢測方法是采用DNA分子雜交技術。⑵檢測目的基因是否轉錄出mRNA，這是檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步。采用分子雜交技術。⑶檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，使用抗原-抗體雜交。鑒定：除了上述的分子檢測外，有時還需要進行個體生物學水平的鑒定。如抗蟲，抗病鑒定等。三、蛋白質工程流程圖（1）①轉錄；②翻譯；③折疊；④分子設計；⑤DNA合成（2）代表蛋白質工程操作思路的是④⑤；代表中心法則內(nèi)容的是①②③（填序號）（3）蛋白質工程的基本途徑：預期蛋白質功能→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到對應的脫氧核苷酸序列。17.蛋白質工程的概念：是指以蛋白