生物选修3基因工程知识点归纳
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页脚内容 高中生物选修三知识点总结
一、基因工程
1.?基因工程的诞生
(1)基因工程:按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外?DNA?重组和转基因等技术,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(2)基因工程诞生的理论基础是在生物化学、分子生物学和微生物学科的基础上发展起来,技术支持有基因转移载体的发现、工具酶的发现,DNA?合成和测序仪技术的发明等。
2. 基因工程的原理及技术
(3)基因工程操作中用到了限制酶、DNA?连接酶、运载体
考点限制酶细化:
限制酶主要从原核生物生物中分离纯化出来,这种酶在原核生物中的作用是识别?DNA?分子的特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
①?限制酶的特性是识别特定核苷酸序列,切割特定切点。限制酶产生的末端有两种:粘性末端和平末端。
②?DNA?连接酶与?DNA?聚合酶的作用部位是磷酸二酯键,二者在作用上的区别为前者是恢复被限制性内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,后者单个的核苷酸连接到DNA分子上。
③?作为基因工程的载体应该具备标记基因、多个限制性内切酶切点、能够在宿主细胞内复制和稳定存等特点。
⑤ 常见的载体种类有质粒、动植物病毒、噬菌体
(4)基因工程四步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。
考点细化:
①?目的基因的获取方法为根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在载体上的位置、基因的转录产物、以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
②?基因文库、基因组文库、cDNA?文库的区别:含有某种生物不同基因的许多DNA?片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌体分别含有这种生物的不同基因,称之为基因文库。如果含有一种生物所有基因,叫做基因组文库。只包含一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,如cDNA?文库。
③?基因重组操作中构建基因表达载体的目的是将目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时目的基因能够表达和发挥作用。
专题1 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
1.基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。操作水平是DNA分子水平,操作环境是在体外。
2.“分子手术刀”──限制性核酸内切酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今已从近300种微生物中分离出了约4000种限制酶。能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列;切开两个两个核苷酸之间的磷酸二酯键,形成黏性末端或平末端。
3.“分子缝合针”──DNA连接酶。将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。种类:1)E.coli DNA连接酶:只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来2)T4 DNA连接酶:既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端之间的效率比较低
4.“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。作为载体的必要条件:能自我复制、有切割位点、有遗传标记基因等。载体的种类:细菌质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
1.2 基因工程的基本操作程序
1.基因工程的基本操作步骤主要包括:目的基因的获取;基因表达载体的构建;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定。
2.目的基因的获取方法:从基因文库中获取、利用PCR提取目的基因、人工合成法。
3.PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。原理DNA双链复制。条件:模板DNA;RNA引物;四种脱氧核苷酸;热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。方法:DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
4.基因表达载体的功能:使目的基因在受体细胞中稳定存在;可以遗传给下一代;使目的基因能够表达和发挥作用。
5.基因表达的载体的组成目的基因 +
1 生物选修3 专题1 基因工程练习题
一、选择题
1、DNA连接酶的主要功能是 ( )
A.DNA复制时母链与子链之间形成的氢键 B.粘性末端碱基之间形成氢键
C.将两条DNA末端之间的缝隙连接起来 D.将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来
2.下列有关基因工程的叙述,正确的是:( )
A.DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来
B.目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因突变
C.目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外
D.常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
3.与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是:( )
A.反转录酶 B.RNA聚合酶 C.DNA连接酶 D.解旋酶
4.限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断,一种能对GAATTC专一识别的限制酶,打断的化学键是:( )
A.G与A之间的键 B.G与C之间的键
C.A与T之间的键 D.磷酸与脱氧核糖之间的键
5.下面图中a、b、c、d代表的结构正确的是:( )
A.a—质粒RNA B.b—限制性外切酶
C.c—RNA聚合酶 D.d—外源基因
6.除下列哪一项外,转基因工程的运载体必须具备的条件是:( )
A.能在宿主细胞中复制并保存 B.具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接
C.具有标记基因,便于进行筛选 D.是环状形态的DNA分子
7.下列不可作为基因工程中的标记基因的是:( )
A.抗性基因 B.发光基因
C.产物具有颜色反应的基因 D.贮藏蛋白的基因
8.(08全国卷Ⅰ·4)已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如图中箭头所指,如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有一个酶切位点被该酶切断,则理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是
1 选修3易考知识点背诵
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,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)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。
(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的鉴定和选择。
(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: 噬菌体的衍生物、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
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获得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。