第3章基因工程（课件）-2024年高考生物一轮复习核心知识清单与精讲课件

选修3生物技术与工程

第3章

基因工程※什么是基因工程？★基因工程是指将一种或多种生物（供体）的基因与运载工具在体外进行拼接重组，使之按照人们的意愿遗传并表达出新产物或新性状的技术，然后转入另一种生物体（受体）内，又称为重组DNA技术※能充当载体的DNA有？★质粒DNA病毒DNA※重组DNA技术的基本工具※重组DNA技术的基本工具※重组DNA技术的基本工具★DNA连接酶连接两个DNA片段，恢复被限制性内切核酸酶切开的磷酸二酯键※什么是质粒？★细菌内独立于拟核DNA之外，具有独立复制能力的小型环状DNA质粒的组成？复制原点DNA复制的起点，没有则无法启动DNA复制启动子转录的起始位点终止子转录的终止位点抗性基因某种抗生素抗性基因限制性内切核酸酶的识别序列※将目的基因导入受体细胞中，为什么要使用载体？要插入什么位置？★目的基因不具备在受体细胞中自我复制的能力要插入载体上的启动子和终止子之间※限制性内切核酸酶的作用？★识别双链DNA特定的序列（长度通常为4～8个碱基对，称为识别序列），并且切断其中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键※写出EcoRⅠ的酶切结果？★黏性末端是AATT产生的黏性末端是？※限制性内切核酸酶的选择★根据目的基因两端的限制性内切核酸酶切割位点确定限制酶的种类如图最好选择PstI和EcoRI两种限制酶。（1）应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，以便将目的基因“切出”，可选择图中的PstI。（2）不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，以防破坏目的基因，故不能选择图中的SmaI。（3）为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，最好使用两种不同的限制酶切割目的基因及质粒，※根据质粒的特点确定限制酶的种类※根据质粒的特点确定限制酶的种类※根据Ti质粒的T-DNA片段选择限制酶设切割目的基因的限制酶为XbaI和SacI只有插入T-DNA中的目的基因才能随T-DNA插入受体细胞中的染色体DNA上所以甲、乙质粒都不能选用系统温度缓慢降至55～68℃，使两条不同的引物分别与两条单链DNA模板结合；※PCR的基本程序是怎样的？系统温度升至95℃，使待扩增双链DNA样品变性，形成单链模板；系统温度升至75℃左右，DNA聚合酶催化从两条引物的一端以相反方向合成新的DNA子链。上述系统温度升降均由PCR扩增仪自动完成。（1）变性：（2）退火：（3）聚合：重复上述操作n次，理论上即可从1分子的双链DNA模板扩增至2n个分子。★第三次循环※引物结合位置不在模板链端部时，第几次循环才能出现双链等长的目标DNA片段？※基因工程中的“切、接、转、增、检”分别是？★切：将目的基因和载体用相应的限制性内切核酸酶切割出相同的黏性末端接：加入DNA连接酶将两者连接为重组DNA分子转：对受体细胞进行特殊的处理，提高DNA分子进入受体细胞的效率增：转化成功率只有10-4～10-2，转化后的细胞需要经过一段时间的培养，使得用于筛选的性状得以表达检：由于只有少数细胞能接纳DNA分子，而且接纳的还可能是空载质粒，所以要筛选含目的基因（甚至高效表达）的受体细胞※“转”的方法有哪些？★物理方法化学方法农杆菌法（植物）DNA显微注射法（动物）

氯化钙法生物方法电击法病毒感染法（动物）※“检”的方法有哪些？★抗药性筛选法显色筛选法※基因工程的基本操作原理：基因重组基本过程：获取目的基因如果基因序列未知，则采用如果目的基因的部分序列已知，可采用如果目的基因的完整序列已知，可采用聚合酶链式反应（PCR）化学合成法基于大规模筛选的方法获得原理：基因重组基本过程：获取目的基因构建表达载体※基因工程的基本操作原理：基因重组基本过程：获取目的基因构建表达载体单酶切双酶切※基因工程的基本操作双酶切可以避免目的基因的反向连接原理：基因重组基本过程：获取目的基因构建表达载体导入受体细胞化学方法（如转化的方法可以采用物理方法（如生物方法（如电击法）氯化钙法）农杆菌法）※基因工程的基本操作原理：基因重组基本过程：获取目的基因构建表达载体导入受体细胞筛选和鉴定含目的基因的受体细胞筛选含目的基因的受体细胞常用抗药性筛选法和显色筛选法※基因工程的基本操作※目的基因的检测与鉴定方法※目的基因的检测与鉴定方法※DNA连接酶与DNA聚合酶DNA聚合酶催化单个脱氧核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯键。★1.相同点：都可催化磷酸二酯键形成。2.不同点（1）模板：DNA连接酶不需要；DNA聚合酶需要（以一条DNA链为模板，催化形成与模板链互补的DNA链）（2）过程：DNA连接酶催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；※什么是蛋白质工程？★由人为突变或设计基因进而操纵蛋白质结构和性质的过程，称为蛋白质工程，又称第二代基因工程它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。崛起的缘由：基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的。※蛋白质工程包括哪些方面？蛋白质工程修饰改造天然蛋白设计制造全新蛋白基因定点突变：基因定向进化：在DNA水平上改变蛋白质特定位点的氨基酸序列在DNA水平