2019新人教版高中生物選擇性必修三第三章重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)(基因工程)

2019新人教版高中生物選擇性必修三第

三章重點(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)的基本工具

基因工程：指按照人們的愿望，通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予

生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和

生物制品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子

水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫重組DNA技術(shù)。

一、分子手術(shù)刀一限制性內(nèi)切核酸酶

1.全稱和簡(jiǎn)稱

全稱：_限制性內(nèi)切核酸酶—

簡(jiǎn)稱：—限制酶_

3.作用：

①能夠識(shí)別一雙鏈_DNA分子的某種一特定核昔酸序列。

①使.每一條一鏈中一特定部位_的_磷酸二酯鍵—斷開(kāi)。

4.作用部位：一磷酸二酯鍵_

5.識(shí)別序列：大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_6_個(gè)核昔酸

組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_4_個(gè)、_8一個(gè)或

_其他數(shù)量一的核甘酸組成。

6.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

(1)EcoR①限制酶切割

EcoR①識(shí)別序列為GAATTC

EcoR①切割部位為GA之間的磷酸二酯鍵

(2)Sma①限制酶切割

Sma①識(shí)別序列為CCCGGG

Sma①切割部位為CG之間的磷酸二酯鍵

二、分子縫合針一DNA連接酶

1.功能：將_兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)恢復(fù)被限制酶

切開(kāi)的一磷酸二酯鍵

2.分類和對(duì)比

種類E-coliDNA連接酶T

4

DNA連接酶

特點(diǎn)

作用

大腸桿菌

只縫合黏性末端

T

4

噬菌體

縫合黏性末端平末端

恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核甘酸之間的磷酸二酯鍵

3.比較與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

DNA

DNA片段

作用結(jié)果

將DNA切成兩個(gè)片段

將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶或熱

穩(wěn)定DNA聚合酶

DNA（水解）酶

解旋酶

RNA聚合酶

磷酸二酯鍵

磷酸二酯鍵

堿基對(duì)之間的氫鍵

磷酸二酯鍵

脫氧核甘酸將單個(gè)脫氧核甘酸依次連接到單鏈末端

DNA

DNA

將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核昔酸

將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長(zhǎng)鏈

核糖核昔酸將單個(gè)核糖核昔酸依次連接到單鏈末端

三、分子運(yùn)輸車---載體

1.作用：攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞。

2.種類：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。

3.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_；

②一能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到受體DNA±,隨

受體DNA同步復(fù)制」

③一常有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選」

④—對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害

探究.實(shí)踐：DNA的粗提取與鑒定

1.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)行提取。

2.提取原理：

①DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一

原理，可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)；

②DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶

于2moi/L的NaCl溶液。

3.鑒定原理：在一定溫度下(沸水浴)，DNA遇二苯胺

試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，因此二苯胺試劑

可以作為鑒定DNA的試劑。

4.比較DNA在不同濃度的NaCl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5.DNA粗提取中的注意事項(xiàng)

(1)本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，

原因是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核(無(wú)DNA)O可選用雞

血細(xì)胞作材料。

(2)加入洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生

大量的泡沫。加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免

加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀。

(3)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。

(4)提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，加入的洗滌劑能溶解細(xì)

胞膜，有利于DNA的釋放；加入食鹽(主要成分是NaCl)的目

的是溶解DNAo

(5)在DNA進(jìn)一步提純時(shí)，選用冷卻的95%的酒精的

作用是溶解雜質(zhì)和析出DNAo

第二節(jié)基因工程的基本操作程序

一、目的基因的篩選與獲取

(一)目的基因的篩選與獲取

1.目的基因概念

在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于一改變受體細(xì)胞性

狀_或_獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物一等的基

因就是目的基因(根據(jù)不同的需要，目的基因是不同的，

主要是指—編碼蛋白質(zhì)的基因—)O

2.篩選目的基因的方法

(1)從相關(guān)的—已知結(jié)構(gòu)—和—功能清晰—的基因中進(jìn)

行篩選。

從基因文庫(kù)中獲取

(2)獲取方法利用PCR技術(shù)擴(kuò)增

通過(guò)化學(xué)方法人工合成

3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因

(l)PCR的概：PCR是—聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)—的縮寫，是

一項(xiàng)根據(jù)_DNA半保留復(fù)制—的原理，在一體外—提供參與DNA

復(fù)制的—各種組分—與一反應(yīng)條件對(duì)—目的基因的核甘酸序

列.進(jìn)行—大量復(fù)制—的技術(shù)。

①全稱：—聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)—

②原理：―DNA半保留復(fù)制—

③操作環(huán)境：—體外(PCR擴(kuò)增儀/PCR儀)—

④目的：—對(duì)目的基因的核甘酸序列進(jìn)行大量復(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

(2)DNA體內(nèi)復(fù)制的條件

參與的組分

DNA母鏈

4種脫氧核昔酸

解旋酶

DNA聚合酶

引物

在DNA復(fù)制中的作用

提供DNA復(fù)制的模板

合成DNA子鏈的原料

打開(kāi)DNA雙鏈

催化合成DNA子鏈

使DNA聚合酶能夠從引物的3,端開(kāi)始連接脫氧核甘酸注:

引物是一小段能與_DNA母鏈—的一段堿基序列—互補(bǔ)配對(duì)_

的一短單鏈核酸（3）DNA體外復(fù)制（PCR）的條件

參與的組分

DNA母鏈

4種脫氧核昔酸

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

在DNA復(fù)制中的作用

提供DNA復(fù)制的模板

合成DNA子鏈的原料

使DNA聚合酶能夠從引物的3,端開(kāi)始連接脫氧核甘酸

打開(kāi)DNA雙鏈（變性溫度）

催化合成DNA子鏈

激活真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶

變性、復(fù)性和延伸需要不同溫度

注：復(fù)制的原料實(shí)為dNTP（dATP、dTTP、dCTP、

dGTP）,同時(shí)水解產(chǎn)生能量為合成DNA子鏈提供能量，因

此體系中不需要添加ATPo

（4）過(guò)程

目的基因DNA_受熱變性_后_解為單鏈一，一引物與