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高中生物选修三基因工程的思维导图。该思维导图系统全面地基因工程概述、操作工具、基本操作程序等知识点，将复杂的知识点简单化。
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生物必修一
基因工程
基因工程的概述
概念：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， 创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
别名：重组DNA技术
原理：基因重组
操作环境：生物体外
操作水平：DNA分子水平
操作对象：基因
结果：获得人类需要的基因
理论基础
基因拼接 DNA单位与结构的一致性：
DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸
DNA分子都遵循碱基互补配对原则
双链DNA分子的空间结构都是双螺旋结构
基因表达
生物界共用一套遗传密码（简并性）
基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位
遗传信息的传递都遵循中心法则
操作工具
限制性核酸内切酶
DNA分子手术刀
存在：主要来源于原核生物
作用：识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列， 并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
特点：
具有专一性
酶是一类酶的总称
不同种类的限制酶识别序列，切割位点不同
结果：形成黏性末端或平末端
原核生物限制酶不切割自身的原因：
原核生物中不存在该酶的识别序列
识别序列已被修饰（甲基化）
限制酶的选择
切割目的基因
选择目的基因两侧酶切割位点→保证目的基因的完整
选择两端切点不一致（酶A+B）→防止目的基因自身环化
切割质粒
保留标记基因→便于基因筛选
选择与目的基因相同的限制酶→保证具有相同的黏性末端/防止质粒恢复原状
DNA连接酶
作用：将限制酶切割下来的DNA片段缝合，恢复磷酸二酯键
类型
E.coliDNA连接酶—大肠杆菌—黏性末端
T4DNA连接酶—T4噬菌体—黏性末端或平末端
与其他酶的对比
DNA连接酶—连接DNA双链，形成磷酸二酯键
DNA聚合酶—把单个核苷酸加到已存在核酸片段后形成磷酸二酯键
解旋酶—作用于氢键，解开DNA双螺旋
载体
种类：质粒、噬菌体、动植物病毒
特点
能在受体细胞中复制并稳定保存
有一个至多个限制酶切割位点，便于外源DNA片段插入
具有标记基因，便于DNA分子的鉴定和筛选 —抗菌素的抗性基因、产物有颜色的基因
质粒在宿主细胞内不一定要整合到宿主细胞内× 细菌细胞不用整合
基本操作程序
目的基因 的获取与筛选
目的基因：主要指编码蛋白质的基因
筛选合适的目的基因
从已知结构和功能清晰的基因中进行筛选
利用序列数据库和序列对比工具进行筛选
目的基因的获取
从基因文库中获取
人工合成
PCR扩增技术
基因表达载体的构建
目的：使目的基因能在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代， 同时使目的基因能够表达和发挥作用
基因表达载体的组成
复制原点
目的基因：编码蛋白质的基因或具有调控作用的因子
启动子：RNA聚合酶识别结合的位点
终止子：转录终点，在转录中起调控作用
标记基因：便于重组DNA分子的筛选
构建过程
将目的基因 导入受体细胞
植物
常用方法—农杆菌转化法、花粉管通道法
受体细胞：体细胞或受精卵
转化过程
原理：T-DNA可以转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA上
转化：将目的基因导入受体细胞， 并在受体细胞中维持稳定并表达的过程
动物
常用方法—显微注射
受体细胞—受精卵
①将含有目的基因的表达载体提纯
②取卵（受精卵）
③显微注射
④受精卵发育
⑤获得具有新性状的动物
微生物
常用方法—感受态细胞转化法
受体细胞—原核细胞
①钙离子处理细胞
②使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的胜利状态
③基因表达载体导入
目的基因的 检测和鉴定
分子水平检测→是否出现杂交带
导入检测：目的基因→DNA分子杂交（PCR）
转录检测：mRNA→分子杂交PCR
翻译检测：蛋白质→抗原抗体杂交
个体水平检测
个体→抗性实验→是否存在抗性
