高中生物基因工程知识点总结

高中生物基因工程知识点总结基因工程是现代生物技术的核心内容之一，在高中生物学习中占据着重要的地位。

下面我们就来详细总结一下高中生物基因工程的相关知识点。

一、基因工程的概念
基因工程，又称为基因拼接技术或 DNA 重组技术，是指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

二、基因工程的基本工具
1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）
限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且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。

2、“分子缝合针”——DNA 连接酶
根据来源不同，DNA 连接酶分为两类：E·coli DNA 连接酶和
T4DNA 连接酶。

E·coli DNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而 T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较低。

3、“分子运输车”——载体
常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

作为载体，需要具备以下条件：
（1）能够在受体细胞中稳定保存并自我复制。

（2）具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。

（3）具有标记基因，便于进行筛选。

三、基因工程的基本操作程序
1、目的基因的获取
（1）从基因文库中获取
基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如 cDNA 文库）。

（2）利用 PCR 技术扩增目的基因
PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。

（3）通过化学方法人工合成
如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过 DNA 合成仪用化
学方法直接人工合成。

2、基因表达载体的构建（基因工程的核心）
目的基因、启动子、终止子、标记基因等组成基因表达载体。

启动
子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA；终止子终止转录；标记基因用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。

3、将目的基因导入受体细胞
（1）导入植物细胞
常用的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。

（2）导入动物细胞
常用的方法是显微注射法。

（3）导入微生物细胞
原核生物作为受体细胞的优点是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相
对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用 Ca2+处
理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体 DNA 分子溶于缓冲
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。

4、目的基因的检测与鉴定
（1）检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因，常用DNA 分子杂交技术。

（2）检测目的基因是否转录出了 mRNA，常用分子杂交技术。

（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质，常用抗原—抗体杂交技术。

（4）有时还需要进行个体生物学水平的鉴定，如抗虫或抗病的鉴
定等。

四、基因工程的应用
1、植物基因工程
（1）抗虫转基因植物，如抗虫棉。

（2）抗病转基因植物，如抗病毒烟草。

（3）抗逆转基因植物，如抗寒番茄。

（4）利用转基因改良植物的品质，如富含赖氨酸的玉米。

2、动物基因工程
（1）提高动物生长速度，如转基因绵羊、转基因鲤鱼。

（2）改善畜产品的品质。

（3）用转基因动物生产药物，如乳腺生物反应器。

（4）用转基因动物作器官移植的供体。

3、基因工程药物
利用基因工程方法生产的药物，如胰岛素、干扰素、白细胞介素等。

4、基因治疗
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
到治疗疾病的目的，分为体外基因治疗和体内基因治疗。

五、蛋白质工程
1、概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。

2、基本途径
从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。

基因工程是一项具有巨大应用前景的生物技术，它为人类解决许多难题提供了新的思路和方法。

在学习过程中，要理解和掌握基因工程的基本原理和操作流程，同时关注其在生产生活中的实际应用，这样才能更好地应对相关的学习和考试。