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(shù)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(jié)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(zhì)粒：常存在于原核細胞和酵母菌中，是一種分子質(zhì)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(zhuǎn)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(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)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(shù)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(shù)。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(gòu)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(jié)合的位點，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)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(zhì)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?qū)胧荏w細胞將目的基因?qū)胧荏w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(zhuǎn)化。1.將目的基因?qū)胫参锛毎欧椒ǎ恨r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法。⑵農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)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(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)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?qū)雱游锛毎懦Ｓ梅椒ǎ猴@微注射技術(shù)。3.將目的基因?qū)胛⑸锛毎庞捎谠松锓敝晨臁⒍酁閱渭毎?、遺傳物質(zhì)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(zhuǎn)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(guān)鍵。檢測方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。⑵檢測目的基因是否轉(zhuǎn)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(shù)。⑶檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，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(zhì)工程流程圖（1）①轉(zhuǎn)錄；②翻譯；③折疊；④分子設(shè)計；⑤DNA合成（2）代表蛋白質(zhì)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(zhì)工程的基本途徑：預期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→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(zhì)工程的概念：是指以蛋白