选修三复习提纲选修三复习提纲一、基因工程（一）基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术体外重组和转基因技术，赋予生物以新的新的遗传特性，更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。分子水平上进行设遗传特性创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。更符合人们需要的新的生物类型和生物产品基因工程是在DNA分子水平上计和施工的，又叫做DNA重组技术重组技术。（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（1）来源：主要是从原核生物原核生物中分离纯化出来的。原核生物（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定特定部位的两个核特定特定苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开，因此具有专一性专一性。磷酸二酯键专一性（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端平末端黏性末端和平末端黏性末端平末端。2.“分子缝合针”——DNA连接酶连接酶：(1)将双链DNA片段互补的黏性末端或平末端黏性末端或平末端黏性末端或平末端之间的磷酸二酯键连接起来(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接单个核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。两个DNA片段3.“分子运输车”——载体载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一至多个限制酶切点，具有一至多个限制酶切点能在受体细胞中复制并稳定保存片段插入。具有标记基因具有标记基因，的鉴定和选择。④对宿主无害。对宿主无害。片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择对宿主无害（2）最常用的载体是：质粒质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外自我复质粒裸露的制能力的双链环状DNA分子。环状制能力（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒噬菌体、噬菌体(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取目的基因的获取原核基因采取直接分离直接分离获得，真核基因一般是人工合成人工合成。直接分离法一般采用霰弹法；人工合成目的霰弹法；直接分离人工合成霰弹法基因的常用方法有反转录法化学合成法反转录法和化学合成法反转录法化学合成法。PCR技术扩增目的基因1（1）原理：DNA复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA引物结合到互补聚合酶从引物起始互补链的合成。简记为（1）热变性（2）链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成热稳定退火（3）延伸{（4）再次重复}第二步：基因表达载体的构建基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在稳定存在，并且可以遗传至下一代遗传至下一代，使目的基因能表达和发挥作用表达和发挥作用。稳定存在遗传至下一代表达和发挥作用2．构建过程：（1）用特定的限制性内切酶切割目的基因（2）用同一种限制性内切酶同一种限制性内切酶切割运载体（3）用DNA连接同一种限制性内切酶酶将目的基因和运载体连接起来。3.组成：目的基因启动子终止子标记基因目的基因＋启动子终止子＋标记基因目的基因启动子＋终止子（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段片段，位于基因的首端首端，是RNA聚合酶聚合酶识别和结合的部位，首端能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质转录出蛋白质。蛋白质（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端尾端。尾端（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞含有目的基因的细胞筛选出是否含有目的基因含有目的基因的细胞来。常用的标记基因是抗抗生素基因。抗生素基因第三步：将目的基因导入受体细胞（转化）将目的基因导入受体细胞（转化）将目的基因导入受体细胞1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法农杆菌转化法，其次还有基因枪法花粉管通道法基因枪法和花粉管通道法花粉管通道法等。农杆菌转化法将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。受精卵。将目的基因导入微生物细胞：经钙离子钙离子处理得到感受态细胞，然后将重组表达载体与感受态细胞混合，钙离子在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达标记基因是否表达。标记基因是否表达