下载文档原格式
新人教版生物学选择性必修3《生物技术与工程》知识梳理第三章基因工程第一节重组DNA技术的基本工具基因工程：指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。
从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫重组DNA技术。
一、分子手术刀—限制性内切核酸酶1.全称和简称全称：_限制性内切核酸酶_简称：__限制酶_2.来源：主要是从_原核生物__中分离纯化出来的3.作用：①能够识别_双链_DNA分子的某种_特定核苷酸序列。
①使_每一条_链中_特定部位_的_磷酸二酯键__断开。
4.作用部位：_磷酸二酯键__5.识别序列：大多数限制酶的识别序列由_6_个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由_4_个、_8_个或__其他数量_的核苷酸组成。
6.切割结果：DNA分子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__。
(1)EcoR①限制酶切割EcoR①识别序列为GAATTCEcoR①切割部位为GA之间的磷酸二酯键(2)Sma①限制酶切割Sma①识别序列为CCCGGGSma①切割部位为CG之间的磷酸二酯键二、分子缝合针—DNA连接酶1.功能：将__两个DNA片段连接起来_，恢复被限制酶切开的_磷酸二酯键__。
2.种类E·coli DNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体特点只缝合黏性末端缝合黏性末端平末端作用恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键3．比较与名称作用部位作用底物作用结果限制酶磷酸二酯键DNA将DNA切成两个片段DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端DNA(水解)酶磷酸二酯键DNA将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸解旋酶碱基对之间的氢键DNA将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端三、分子运输车——载体1.作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
第2节基因工程的基本操作程序一、目的基因的筛选与获取1．培育转基因抗虫棉的四个步骤(1)目的基因的筛选与获取。
(2)基因表达载体的构建。
(3)将目的基因导入受体细胞。
(4)目的基因的检测与鉴定。
2．目的基因的筛选与获取目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
主要指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。
(1)筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。
(2)利用PCR获取和扩增目的基因①PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
②目的：快速扩增目的基因。
③原理：DNA半保留复制。
④基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。
⑤过程a．变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。
b．复性：温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
c．延伸：温度升至72 ℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
⑥结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。
⑦鉴定：采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物。
⑧仪器：PCR扩增仪。
(3)在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。
【强化记忆】图1、图2分别是PCR扩增技术相关过程，请思考回答：(1)图1所示利用PCR技术扩增目的基因，在第几轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段？提示第3轮。
(2)图2是某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，请分别说明理由。
提示第1组：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效。
1. 基因的结构与功能基因是一段DNA片段，它包含了编码蛋白质所需的信息。
基因由启动子、编码区、终止子和调控元件组成。
启动子区域决定了基因的转录起始点，编码区域包含了蛋白质的编码序列，终止子序列标志着转录终止的位置。
调控元件则决定了基因在不同细胞类型和环境条件下的表达水平。
基因具有遗传信息传递和调控生物体生理功能的重要作用。
2. 基因表达与调控基因的表达是指通过转录和翻译过程将基因信息转化为蛋白质的过程。
转录是将DNA模板上的信息转录成RNA分子的过程，翻译是将RNA分子翻译成氨基酸序列，从而合成蛋白质。
调控元件通过与转录因子结合，影响基因的转录水平。
在细胞内，还存在一系列调控因子和信号通路，参与基因表达的调控，从而使细胞在合适的时机表达所需的基因。
3. 基因工程技术基因工程是指通过人工方式对基因进行操作和改造的技术。
常见的基因工程技术包括基因克隆、基因转染和基因编辑等。
基因克隆是通过将目标基因插入到载体（如质粒）中，再转入宿主细胞进行繁殖和表达。
基因转染是将外源基因导入目标细胞，使其表达特定的蛋白质。
基因编辑则是通过CRISPR-Cas9等技术直接对基因进行精准编辑，实现基因序列的改变。
4. 基因工程应用基因工程技术在生物学研究、医学治疗和农业生产等领域得到广泛应用。
在生物学研究中，基因工程技术可以揭示基因的结构、功能和调控机制。
在医学治疗中，基因工程技术可以用于基因治疗、生物药物生产和疫苗研发等。
在农业生产中，基因工程技术可以改良作物，提高产量和抗病虫害能力。
5. 基因工程的伦理与安全问题基因工程技术的应用也带来了一系列伦理与安全问题。
包括基因编辑的道德和法律问题、基因改良产物的风险评估以及基因工程作物的环境影响等。
在基因工程研究和应用中，需要遵守伦理和法律的相关规定，确保安全性和可持续发展。
6. 总结基因工程袁婺洲第二版教学课件第三章介绍了基因的结构与功能、基因表达与调控、基因工程技术、基因工程应用和基因工程的伦理与安全问题等内容。
