选修3《现代生物科技专题》知识点总结

选修3《现代生物科技专题》知识点总结基因工程的概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过，赋予生物以，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

⑴基因工程是在上进行设计和施工的，又叫做。

⑵原理（实质）：。

⑶特点：①目的性强（可以定向改造某些生物性状）；②实现不同物种间的基因重组（打破生殖隔离/克服远缘杂交不亲和障碍）。

一、基因工程的基本工具基因工程（DNA重组技术）的工具：、、。

基因工程（DNA重组技术）的工具酶：、。

1、——“分子手术刀”：准确切割DNA 。

⑴来源（分布）：主要是从中分离纯化出来的。

⑵功能（作用）：能够识别双链DNA分子的，并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开，因此具有。

⑶结果：DNA分子经限制性核酸内切酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——和。

如：2、——“分子缝合针”：将DNA片段连接起来。

不具有专一性（特异性）。

⑴作用：将“缝合”起来，恢复被切开的两个核苷酸之间的。

⑵两种DNA连接酶和的比较：①相同点：都缝合。

结果都形成。

②区别：E·coli DNA连接酶来源于，只能．．将双链DNA片段之间的磷酸二酯键连接起来；DNA连接酶来源于，能缝合双链DNA片段的和，但连接平末端的之间T4的效率较。

⑶与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成，催化过程，模板。

DNA连接酶是连接的末端，形成，模板。

3、——“分子运输车”：将重组DNA分子导入受体细胞⑴载体具备的条件：①有一个至多个，供外源DNA片段（基因）其中。

②进入受体细胞后，在受体细胞中进行，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行，并能在受体细胞中。

③有特殊的，供重组DNA的和。

例如：四环素抗性基因，氨苄青霉素抗性基因……⑵最常用的载体： ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于外，并具有的很小的。

⑶其它载体：、。

4、在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在的基础上进行过人工改选的。

二、基因工程的基本操作程序；；；。

1、基因工程的第一步：。

⑴目的基因：主要指的基因。

⑵目的基因可以分离出来，也可以用合成。

（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_。

）⑶目的基因的获取方法：①目的基因；②目的基因；③通过DNA合成仪目的基因。

▲基因文库：将含有某种生物不同基因的许多 DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。

：包含了一种生物基因。

：只包含一种生物的基因，如文库。

②从基因文库中获取目的基因：根据目的基因的获取目的基因。

如：根据基因的、基因的、基因在染色体上的、基因的转录产物、基因的表达（翻译）产物等特性来获取目的基因。

▲PCR：全称为，是一项在复制的技术。

①原理：。

②过程：a.加热至90～95℃受热后，解链为；b.冷却到55～60℃，与结合；c.加热至70～75℃，在（）的作用下进行延伸。

d.循环。

③特点：DNA数量呈指数形式式增加，即 2n（n为扩增循环的次数）。

④前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。

2、基因工程的第二步：——基因工程的核心。

⑴基因表达载体构建的目的（基因表达载体的功能）：①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代；②使目的基因能够表达和发挥作用。

⑵基因表达载体的组成：＋＋＋。

①启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，是识别和结合的部位，能基因，最终获得所需的。

②终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的，使在所需要的地方下来。

③标记基因的作用：是为了受体细胞中，从而将筛选出来。

④常用的标记基因是，如：氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因、卡那霉素抗性基因……⑶基因表达载体的构建过程：①处理质粒和含目的基因的DNA。

（限制酶切割质粒时，必须保证标记基因的完整性）②连接切割后的质粒和目的基因。

3、.基因工程的第三步： _。

①转化：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将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是过程：将插入Ti质粒的T-DNA上→转入→导入→整合到受体细胞的DNA其次还有和等。

③将目的基因导入动物细胞：最常用也是最有效的方法是。

（过程：将含有提纯→取（受精卵）→→早期→胚胎移植→发育成为具有新性状的动物）此方法的受体细胞多是。

（原因：受精卵的全能性最高。

）其次还可以是。

（原因：胚胎干细胞具有发育的全能性。

）④将目的基因导入微生物细胞的方法是：最常用的方法是。

受体细胞是。

过程：先用处理细胞，使其成为，再将溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。

注：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖、多为、相对较少，最常用的原核细胞是。

重组DNA导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体．．．．．．．．受体细胞的依据是标记基因是否表达。

?目的基因通过运载体运输后,该基因是被运到细胞核中还是在细胞质中?(有的在细胞核中,有的在细胞质中) 4、基因工程的第四步：——检查基因工程是否做成功的第一步。

（1）.首先要检测转基因生物的DNA上是否，这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键。

方法是采用技术(DNA-mDNA)。

基因探针：是指用放射性同位素或荧光分子等标记的（2）.其次还要检测目的基因是否——检测目的基因是否发挥功能作用的第一步。

方法是采用技术(DNA-RNA)。

（3）.最后检测目的基因是否，方法是从转基因生物中提取，用相应的杂交。

（40.有时还需进行的鉴定。

如生物抗虫或抗病特性的鉴定，需要做抗虫或抗病的接种实验等。

三、基因工程的应用1.植物基因工程：、、基因植物，利用改良植物的品质。

如：①抗虫棉，抗盐碱地的农作物，耐寒的番茄，抗除草剂的玉米，②富含赖氨酸的转基因玉米提高农作物的能力2.动物基因工程：提高动物、改善、用生产药物、转基因动物作的供体。

如：①导入人的生长激素的鲤鱼，比一般的鲤鱼长的快且大。

②用转基因动物生产药物：乳腺生物反应器（乳房生物反应器）最令人兴奋的是利用基因工程技术，使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”大概过程：目的基因（蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子）→方法→导入哺乳动物→母体子宫内→能产生药品蛋白质转基因动物能产生如：抗凝血酶，血清白蛋白，生长激素，抗胰蛋白酶，等大量蛋白质类药品。

3.基因治疗：把导入病人体内，使该基因发挥作用。

（1）、基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。

方法： DNA分子杂交技术。

（2）、基因治疗：基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗病症的目的，这是治疗的最有效的手段。

（3）、基因治疗包括：和基因工程的优点：克服远缘杂交的障碍。

强，能够定向的改变生物的品质。

缩短育种周期。

四、蛋白质工程：1、概念：以蛋白质分子的及其的关系作为基础，通过或，对现有蛋白质进行，或一种，以满足人类的生产和生活的需求。

2、蛋白质工程的基本途径/流程：预期功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的序列（基因）。

3、.蛋白质工程与基因工程的区别：蛋白质工程是一项的工程。

原因：蛋白质的（空间结构）十分复杂▲细胞工程的概念：是指导应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术，根据操作对象不同分为：和。

操作水平：和。

植物细胞工程的基本技术：植物组织培养和植物体细胞杂交。

其中植物组织培养是基础。

动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体……其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。

一、植物细胞工程（属于无性繁殖）1、植物细胞的全能型：（1）、概念：具有某种生物的任何一个细胞，都具有发育成的潜能（也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点）（2）、原理：细胞内含有本物种的。

（3）、细胞全能性表达的容易程度：①＞＞＞；②＞细胞③同一细胞：刚产生>成熟>衰老；④分裂能力强>分裂能力弱>不分裂；⑤分化程度低>分化程度高。

（4）、细胞全能性表达的条件：完整的；；；一定、和其它适宜的外界条件。

▲植物细胞工程的基本技术：和。

其中是基础。

2、▲.植物组织培养技术（1）、原理：（2）、过程：离体的植物、、（外植体）↓脱分化（不需光）（一些具有分生能力的薄壁细胞）↓再分化（需光、分化培养基）根、芽等组织思考：在诱导愈伤组织分化时那些物质起重要作用？↓完整植株脱分化：让的细胞，经过后，失去其特有的结构和功能而转变成的过程。

（3）、概念：在和人工控制条件下，将离体的、、，培养在人工控制的上，给予适宜的培养条件，诱导其产生、，形成完整的植株。

（4）、植物组织培养的应用：、、、、……①微型繁殖（快速繁殖）——用于快速繁殖优良品种的技术。

优点：保持优良品种的遗传特性，高效快速地大量繁殖。

②作物脱毒——茎尖组织培养技术。

原因：植物附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。

③人工种子：利用植物组织培养技术获得、、 + 人工种皮。

可以保持优良品种的遗传特性，生产上不受季节的限制。

过程：花药/花粉(精子）脱分化愈伤组织再分化单倍体植株④单倍体育种一定浓度的秋水仙素处理，诱导染色体数目加倍正常植株（纯合的二倍体）。

优点：明显缩短育种年限。

⑤细胞产物的工厂化生产：离体的植物器官、组织、细胞脱分化愈伤组织反复培养，提取细胞产物（5）、植物组织培养的地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。

3．▲植物体细胞杂交技术：（1）过程：包括和。

写出示意图：（2）、诱导植物细胞(原生质体)融合的方法：物理法：包括、、等。

化学法：一般是用作为诱导剂．．．。

（3）、去细胞壁：和。

等到杂种细胞再生出细胞壁即细胞杂交结束，（4）、植物体细胞杂交技术的意义（优点）：/ 。

二、动物细胞工程：动物细胞工程常用的技术手段：、、、……其中是其他动物细胞工程技术的基础。

1. 动物细胞培养（1）概念：从动物机体中取出相关的，将它分散成，然后放在适宜的中，让这些细胞。

（2）流程：取（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用或处理分散成→制成→转入培养瓶中进行培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续培养。

（传代培养的细胞一般传至代后就不易传下去了。

）（3）细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就，称为细胞贴壁。

接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面时，细胞就会，这种现象称为细胞的接触抑制。

原代培养：传代培养目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为 10代以内的细胞。