高中生物专题一基因工程知识点.doc

基因工程一、 DNA 重组技术的基本工具 1 、基因工程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。由于基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做 DNA 重组技术或基因拼接技术。 2、 DNA 重组技术的基本工具(1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶 A 、作用限制性核酸内切酶能识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列, 并在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 B 、限制性内切酶的切割方式: ①在中心轴线两侧将 DNA 切开,切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开 DNA ,切口是平末端。大肠杆菌的一种限制酶( EcoR Ⅰ) 能识别 GAATTC 序列, SmaI CGGG 序列: 他们识别的核苷酸序列不同, 但是切点都是在 G↓C 之间。(2) DNA 连接酶——“分子缝合针” A 、比较有关的 DNA 酶(1) DNA 水解酶: 能够将 DNA 水解成四种脱氧核苷酸,彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基(2) DNA 解旋酶: 能够将 DNA 或 DNA 的某一段解成两条长链,作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意:使 DNA 解成两条长链的方法除用解旋酶以外, 在适当的高温(如 94℃)、重金属盐的作用下,也可使 DNA 解旋。(3) DNA 聚合酶: 能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成 DNA 长链。(4) DNA 连接酶: 是通过磷酸二酯键连接双链 DNA 的缺口。 B、 DNA 连接酶的分类: 连接酶- 从大肠杆菌中分离得到的; T4DNA 连接酶-从 T4 噬菌体中分离出来的。 C 、作用及作用部位: 连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键, T4DNA 连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。(3) 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” A 、分子运载车的分类: ①质粒: 常存在于原核细胞和酵母菌中, 是一种分子质量较小的环状的裸露的双链环状 DN A 分子。②病毒:常用的病毒有噬菌体、动植物病毒等。 B 、运载体使用的目的: ①是用它做运载工具,将目的基因转运到宿主细胞中去。②是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 C 、作为运载体必须具备的条件: ①在宿主细胞中保存下来并大量复制②有多个限制性内切酶切点③有一定的标志基因,如抗四环素、氨苄青霉素等标记基因。便于筛选二、基因工程的基本操作程序目的基因的获取→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 1 、基因的结构: 基因是有遗传效应的 DNA 片段( 注: RNA 病毒为 RNA) ,分为编码区和非编码区。编码区: 能转录出 mRNA ,原核生物中也就是能编码蛋白质的区段非编码区: 不能转录出 mRNA ,也不能编码蛋白质的区段( 1 )原核细胞基因的结构非编码区中存在调控遗传信息表达的核苷酸序列: ①编码区上游的 RNA 聚合酶结合位点, 即启动子, 可控制 RNA 聚合酶的结合。 RNA 聚合酶是一种蛋白质,能识别并结合调控序列中的结合位点,能催化 DNA 转录为 RNA ②编码区下游有终止子,可控制 RNA 聚合酶的停止、脱落。( 2 )真核