生物选修三知识点专题1基因工程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，重组和转基因技术，体外赋予生物以新的遗传特性新的遗传特性，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是在DNA分子水平分子水平上进行设计和施工的，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特定特定位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开，因此具有专一专一性。磷酸二酯键专一（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DNA(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯磷酸二酯键。磷酸二酯②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端黏性末端之间黏性末端的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端两种末端，但连接平末端的之间两种末端的效率较低。低(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单个核苷酸端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段片段的末端，形成磷酸二酯键。两个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能在受体细胞中复制并稳定保存。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片段插入具有一至多个限制酶切点，片段插入。具有一至多个限制酶切点③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择具有标记基因，的鉴定和选择。具有标记基因（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，并具裸露的、细菌染色体之外，质粒裸露的结构简单的、独立于细菌染色体之外的双链环状分子。自我复制能力的双链有自我复制能力的双链环状DNA分子（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒噬菌体的衍生物、(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目的基1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。2.原核基因采取直接分离直接分离获得，真核基因是人工合成人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反反直接分离人工合成转录法_和化学合成法化学合成法_。转录法化学合成法3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制DNA（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到引物结合到聚合酶从引物起始互补链的合成。互补DNA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1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，使目的基因能够表稳定存在遗传至下一代表达和发挥作用达和发挥作用。作用2.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首端合的部位，能驱动基因转录出mRNA蛋白质。转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质蛋白质（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含有目的基因是否含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因抗生素基因。的细胞抗生素基因第三步：将目的基因导入受体细胞_将目的基因导入受体细胞_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。是目的基因进入受体细胞内，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：基因枪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，其次还有基因枪法和花农杆菌转化法粉管通道法等。粉管通道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。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗繁殖快、多为单细胞、最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+处理细胞，传物质相对较少，再将