生物复习提纲选修三

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1、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,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA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)(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。(3)结

2、果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。2.“分子缝合针”——DNA连接酶:(1)将双链DNA片段互补的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连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”——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片段插入。③具有标记基因,供重组DNA

3、的鉴定和选择。④对宿主无害。(2)最常用的载体是:质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。(3)其它载体:噬菌体、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的获取原核基因采取直接分离获得,真核基因一般是人工合成。直接分离法一般采用霰弹法;人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。PCR技术扩增目的基因9(1)原理:DNA复制(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至

4、70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。简记为(1)热变性(2)退火(3)延伸  {(4)再次重复}第二步: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,并且可以遗传至下一代,使目的基因能表达和发挥作用。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切割运载体(3)用DNA连接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(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转

5、录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。(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,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗抗生素基因。第三步:将目的基因导入受体细胞(转化)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,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多

6、是受精卵。将目的基因导入微生物细胞:经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,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。第四步:目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体

7、进行抗原-抗体杂交。94.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。(三)基因工程的应用1.植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。⑴用转基因动物生产药物①操作过程:药用蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子→哺乳动物的受精卵→转基因动物。优点:产量高;质量好;成本低;易提取。缺点:只能是雌性个体在泌乳期时才行。②实例:乳腺生物发生器→抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等。⑵基因工程

8、药品异军突起①工程菌:用基因工程的方法,使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。②实例:人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。3.基因治疗:把正常或有治疗作用的外源基因导入病人体细胞内,使该基因表达产物发挥作用。①策略:基因置换、基因修复、基因增补、基因失活。②种类:体外基因治疗和体内基因治疗。③受体细胞一般为体细胞而不是受精卵,基因治疗后只有一部分细胞含有正常基因。基

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