高中生物选修3基础知识总结专题一基因工程原理：基因重组基因工程的概念：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。定向改造生物的遗传性状。（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（回文序列），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。（注意“酯”的写法）（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T4DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，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连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。(2)DNA聚合酶、RNA聚合酶和DNA连接酶的比较：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。④安全无毒⑤大小合适（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：λ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或具有调控作用的因子。2.目的基因的获取有三种方法：从基因文库中获取；PCR扩增目的基因；人工化学法合成。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3.PCR技术扩增目的基因（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70～75℃，热稳定DNA聚合酶（Taq酶）从引物起始互补链的合成。（3）条件：模板、耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）、引物、脱氧核苷酸、精确的温度控制、能量第二步：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，使目的基因能够表达和发挥作用。2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（﹢复制原点）（1）启动子：启动目的基因的转录。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，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：终止目的基因的转录。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生素基因。第三步：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。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、花粉管通道法。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。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：Ca2+转化法注意：①将目的基因导入受体细胞，目前已开发出来的方法有很多种，每种方法都有利弊，适合于不同的受体细胞。究竟选用哪种方法，要根据具体情况而定。②以上介绍的几种方法，在导入受体细胞之前，都必须进行目的基因表达载体的构建，也就是说导入受体细胞的必须是重组DNA分子，而不能直接导入目的基因。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，即分子杂交技术。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，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定，进行抗虫抗病的接种试验观察植物是否出现抗虫抗病性状。（三）基因工程的应用（一）植物基因工程硕果累累1. 抗虫转基因植物2. 抗病转基因植物3. 抗逆转基因植物针对盐碱、干旱、低温、涝害等不利环境条件而培育的抗盐碱、耐旱、耐寒、抗涝4.（二）动物基因工程前景广阔动物基因工程在动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等很多方面显示了广阔的应用前景。1. 用于提高动物生长速度上一页下一页}