选修3知识点讲解

选修3知识点——

专题1 基因工程

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，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在分子水平上进行设计和施工的，又叫做。

（一）基因工程的基本工具

1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶，又称

（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：末端和末端。

2.“分子缝合针”——

(1)两种DNA连接酶：和

比较：

①相同点：都缝合键

②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的末端之间的磷酸二酯键

连接起来；而能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是连接两个的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——运载体

（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

④.一般对宿主细胞无毒害作用

（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒

(二)基因工程的基本操作程序

第一步：

1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。

2.原核基因采取获得，真核基因是。

人工合成目的基因的常用方法有法和法。

3.PCR技术扩增目的基因

（1）原理：DNA双链复制

（2）过程：第一步：加热至℃ DNA解链；

第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；

第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

第二步：

1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。

2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因

（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。

（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。

（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。

第三步：

1.转化的概念：是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.常用的转化方法：

将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。

将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。

将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、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，完成转化过程。

3.重组细胞导入受体细胞后，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。

第四步：

1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用。

2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用。

3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，

方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行杂交。

4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现。

（三）基因工程的应用

1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。

2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。

3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。

（四）蛋白质工程的概念

蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）

转录翻译

一、

二、

三、

四、

五、选择题

1．下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是()

A．其化学本质都是蛋白质B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键

C．在基因工程操作中，可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶D．它们不能被反复使用

2．下列说法正确的是()

A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的

B．限制酶的切口一定是GAA TTC碱基序列

C．质粒是基因工程中唯一用作目的基因导入细胞的载体

D．利用质粒在宿主细胞内对目的基因进行大量扩增的过程可以称为克隆

3．下列关于基因工程中运载体的叙述不正确的是()

A．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变B．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外C．运载体对宿主细胞的生理代谢不起决定性作用

D．常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等

4．据图所示，有关工具酶的叙述错误的是()

A．限制酶可以切断a处

B．DNA聚合酶可以连接a处

C．解旋酶可以使b处解开

D．DNA连接酶可以连接c处

5．下列黏性末端是由同一种限制酶切割而成的是()

A．①②B．①③C．①④D．②③

6．DNA连接酶的功能是()

A．子链与母链间形成氢键B．黏性末端之间形成氢键

C．两DNA末端间的缝隙连接D．A、B、C三项都对

7．基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因导入受体细胞是否符合特定性状要求④提取目的基因

正确的操作顺序是()

A．③②④①B．②④①③C．④①②③D．③④①②

8．下列不是基因表达载体组成部分的是()

A．启动子B．终止密码C．标记基因D．目的基因

9．要检测目的基因是否成功地插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指()

A．用于检测疾病的医疗器械B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子

C．合成β­球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶的DNA片段

10．下列说法中正确的是()

A．基因表达载体的构建方法是一致的B．标记基因也叫做抗生素基因

C．显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法

D．大肠杆菌是常用的微生物受体

11．1976年人类首次获得转基因生物，即将人的生长激素抑制因子的基因转入大肠杆菌并获得表达，这里