高中生物选修三第一章基因工程

学霸笔记分享！该图为高二生物预习复习《基因工程》思维导图笔记。基因工程的概念，限制酶、DNA连接酶等基本工具、基因工程的分类等内容都概括在下图之中。跟着这份导图学习，考试轻松拿高分！

基因工程

• 基因表达载体的构建
  • 工具
    • 限制酶
    • “针线”：DNA连接酶
      • 种类
        • E·coli DNA连接酶
          • 只能连接黏性末端
        • T4DNA连接酶
          • 黏性末端、平末端皆可（连接平末端效率低）
    • “分子运输车”：载体
      • 种类
        • 最常使用的载体：质粒
          • 来源
            • 细菌、真菌等
        • 噬菌体
        • 动植物病毒
      • 需要具备的条件
        • 1. 能够在宿主细胞中复制并稳定保存
        • 2. 具备多个限制酶切割位点，以便于与外源基因连接
        • 3. 具有标记基因便于筛选
        • 4. 对宿主细胞无害
  • 构建目的
    • 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传个下一代
    • 使目的基因能够表达和发挥作用
  • 要求
    • 1. 复制原点
    • 2. 启动子
    • 3. 终止子
    • 4. 标记基因
• 导入受体细胞（转化）
  • 转化：目的基因进入受体细胞内，并且维持稳定和表达的过程
  • 方法
    • 植物细胞
      • 农杆菌转化法
        • 双子叶植物和裸子植物（单子叶植物无效）
        • 原理：农杆菌中Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞体细胞的基因组DNA上
        • 优点：经济、有效
      • 基因枪法
        • 优点：单子叶植物常用
        • 缺点：成本昂贵
      • 花粉管通道法
        • 优点：简便经济
    • 动物细胞
      • 显微注射法
        • 受精卵
    • 微生物细胞
      • 感受态细胞法
        • 原理：用钙离子和一定温度处理大肠杆菌细胞，会使其细胞膜通透性发生改变（感受态细胞）更容易吸收外界DNA分子
• 目的基因的检测与鉴定
  • 分子水平
    • 是否插入到染色体DNA上
      • DNA分子杂交技术
    • 是否转录出mRNA
      • 分子杂交技术
    • 是否翻译成蛋白质
      • 抗原-抗体杂交技术
  • 个体水平
    • 是否具有抗虫或抗病等特性
      • 接种实验
• 蛋白质工程（第二代基因工程）
• 基因工程应用
• 实质：DNA重组
• 获取目的基因
  • 工具
    • “剪刀”：限制性核酸内切酶（限制酶）
      • 来源
        • 原核生物
      • 特点
        • 特异性识别双链DNA分子中的某种核苷酸序列
        • 切断磷酸二酯键
      • 结果
        • 产生平末端
        • 产生黏性末端
  • 获取方式
    • 从基因文库中获取
      • 基因组文库
      • 部分基因文库（cDNA文库）
    • PCR（多聚酶链式反应）技术扩增目的基因
      • 条件
        • 模板：解旋后一条DNA母链
        • 引物
        • 原料：dNTP
        • 酶：TapDNA聚合酶（耐热）
      • 过程
        • 变性
          • 90℃以上，DNA氢键破坏，解为单链
        • 复性
          • 50℃左右，引物结合
        • 延伸
          • 72℃左右，聚合形成双链
        • 重复（一般30次左右）
    • 人工合成
      • 条件
        • 基因较小
        • 核苷酸序列已知