高中生物选必三基因工程

详细，科学，高考实用性强，内容出自统编教材最新版，欢迎采用。基因工程的知识点总结来啦！基因工程是高中生物中比较复杂的一部分知识，下图从基因工程的诞生 、基因工程的原理及技术 两方面去进行详细的知识点概括，即使基础薄弱复习起来也会很快就明白的。

基因工程（重组DNA技术）

• 重组DNA技术的基本工具
  • 限制性内切核酸酶
  • DNA连接酶
  • 基因进入受体细胞的载体
    • 质粒
      • 概念
        • 是一种裸露的，结构简单的，独立于真核细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子
      • 条件
        • 有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其间
        • 进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制
        • 常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选
        • 对受体细胞无害
    • 噬菌体，动植物病毒等
  • 实验：DNA粗提取与鉴定
    • 原理
      • DNA,RNA,蛋白质，和脂质等在和化学性质方面存在差异
    • 材料用具
    • 方法步骤
      • 称取，研磨（研钵，10mL研磨液）
      • 取上清液
        • 过滤
        • 离心
      • 粗提取DNA
        • 酒精
        • 离心
      • 检验（二苯丙胺试剂）
• 基因工程的应用
  • 农牧业方面
    • 转基因抗虫植物
    • 转基因抗病植物
    • 转基因抗除草剂植物
    • 改良植物品质
    • 提高动物生长速率
    • 改善畜产品的品质
  • 医药卫生领域
    • 微生物或动植物细胞生产药物
    • 生物反应器
    • 移植器官工厂
  • 食品工业方面
    • 阿斯巴甜
    • 凝乳酶
• 蛋白质工程的原理和应用
  • 概念
    • 以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求
    • 第二代基因工程
  • 崛起原因：基因工程原则上只能产生自然界中已存在的蛋白质
  • 基本原理
    • 基因决定蛋白质，改造或合成基因
    • 基本思路：从预期蛋白中功能出发，设计预期蛋白质结构，推测应有氨基酸序列，找到并改变相应脱氧核苷酸序列（基因）或合成新基因，获得所需蛋白质
  • 应用
    • 改造胰岛素，降低其聚合作用
    • 延长干扰素保存时间
    • 降低人体对小鼠单克隆抗体免疫反应
    • 枯草杆菌蛋白酶
    • 调控光合作用的酶
    • 优良微生物农药
  • 难度大，目前应用范围小
    • 原因：高级结构（空间结构）复杂
• 基因工程的基本操作程序
  • 目的基因的筛选与获取
    • 目的基因
      • 概念
        • 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因
    • 筛选合适的目的基因
      • 对象
        • 从已知结构和功能清晰的基因中筛选
          • 序列数据库，序列对比工具
          • 例：苏云金杆菌中Bt基因
    • 获取和扩增目的基因
      • PCR（聚合酶链式反应）
        • 原理
          • DNA半保留复制
        • 所需条件及作用
          • 1，高温，打开DNA双链
          • 2，DNA母链，提供DNA复制模板
          • 3，四种脱氧核苷酸，合成子链原料
          • 4，DNA聚合酶（耐高温、Taq），催化合成子链
          • 5，引物，使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
        • 扩增过程
          • 1、目的基因DNA受热变性后解为单链，（变性90度以上）
          • 2、引物与单链相应互补序列结合（复性50度左右)
          • 3、以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下延伸(延伸72度左右）
        • 鉴定
          • 琼脂糖凝胶电泳
      • 其他获取途径
        • 人工合成、从基因文库中获取
  • 基因表达载体的构建（最关键）
    • 目的
      • 让基因在受体细胞中稳定存在，并遗传给下一代，并且能表达且发挥作用
    • 组成
      • 目的基因
      • 标记基因
      • 启动子
        • 一段有特殊序列结构的DNA片段
        • 位于基因上游，紧挨转录起始位点
        • RNA聚合酶识别和结合的部位
        • 驱动基因转录出mRNA
      • 终止子
        • 使转录在所需位置停下来
        • 位于基因下游
        • 一段有特殊序列结构的DNA片段
    • 步骤
      • 1、一定限制酶切割载体，使出现缺口
      • 2、用同种限制酶或能产生相同粘性末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段
      • 3、利用DNA连接酶将目的基因拼接到载体切口处
  • 将目的基因导入受体细胞
    • 植物细胞
      • 花粉管通道法
        • 1、用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中
        • 2、在植物受粉后一段时间内，减去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面，使目的基因借助花粉管通道进入囊胚
      • 农杆菌转化法 两次拼接，两次导入
        • 转化
          • 目的基因进入受体细胞内，并且在维持稳定和表达的过程
        • 自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，人工改造后可侵染单子叶植物
        • 将其中Ti质粒上的T-DNA转移到受体细胞，并且将其整合到该细胞染色体DNA上
        • 具体转化方法
          • 叶片上圆形小片与农杆菌共同培养
          • 将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中
    • 动物受精卵
      • 显微注射法
    • 原核生物
      • 感受态细胞法（钙离子）使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
  • 目的基因的检测与鉴定
  • 实验：DNA片段的扩增及电泳鉴定
    • 步骤
      • 1、添加成分
      • 2、离心，使反应液集中到底部
      • 3、PCR仪
      • 4、配琼脂糖溶液，加核酸染料
      • 5、倒入模具
      • 6、将凝胶放入电泳槽
      • 7、加电泳缓冲液
      • 8、加PCR产物与凝胶载样缓冲液混合加样
      • 9、开始电泳
      • 10、观察

实验：DNA粗提取与鉴定

• 原理
  • DNA,RNA,蛋白质，和脂质等在和化学性质方面存在差异
• 材料用具
  • 新鲜洋葱（香菜，菠菜，菜花，猪肝······），研磨液，酒精（体积分数为95%），NaCl溶液（2mol/L),二苯胺试剂（现配现用），蒸馏水等
  • 烧杯，量筒，玻璃棒，研钵，纱布，漏斗，试管，试管架，试管夹，酒精灯，石棉网，三脚架，火柴，刀片，天平等
• 方法步骤
  • 称取，研磨（研钵，10mL研磨液）
  • 取上清液
    • 1，温度低，分子沉降快。2，抑制核酸水解酶的活性，抑制DNA降解。3，低温增加DNA柔韧性，减少其断裂
    • 过滤研磨液（漏斗，纱布），在4摄氏度冰箱中放置几分钟后取上清液，或将研磨液倒入塑料离心管中，在1500r/min的转速下离心5min，再取上清液
  • 粗提取DNA
    • 在上清液中加入