1、. 專題一 基因工程【高考目標(biāo)定位】1、專題重點 ：DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具；基因工程的基本操作程序四個步驟； 基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用；蛋白質(zhì)工程的原理。2、專題難點 ：基因工程載體需要具備的條件；從基因文庫中獲取目的基因；利用 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；基因治療；蛋白質(zhì)工程的原理。第 1節(jié) DNA重組技術(shù)的基本工具教材梳理：知識點一 基因工程的概念：基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外 DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在 DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫做注意：對本概

2、念應(yīng)從以下幾個方面理解：操作環(huán)境 生物體外操作對象 基因操作水平 DNA分子水平DNA重組技術(shù)?；具^程 剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)結(jié)果 人類需要的基因產(chǎn)物知識點二 基因工程的基本工具1. 限制性核酸內(nèi)切酶“ 分子手術(shù)刀”（1）限制性內(nèi)切酶的 來源 ：主要是從原核生物中分離純化來的。（2）限制性內(nèi)切酶的 作用 ：能夠識別雙鏈 DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并能將每一條鏈上特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵切開。（3）限制性內(nèi)切酶的切割方式及結(jié)果 ：在中心軸線兩側(cè)將DNA切開，切口是黏性末端。沿著中心軸線切開 2.DNA 連接酶“ 分子縫合針”DNA，切口是平末端。（1）來源 ：大腸桿菌、 T4 噬

3、菌體（2）DNA連接酶的 種類 ：E.coliDNA連接酶和 T4DNA連接酶。（3）作用 及作用部位： E.coliDNA 連接酶作用于黏性末端被切開的磷酸二酯鍵， T4DNA連接酶作用于黏性末端和平末端被切開的磷酸二酯鍵。注意：比較有關(guān)的 DNA酶部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！. （1）DNA水解酶：能夠?qū)?脫氧核糖和含氮堿基（2）DNA解旋酶：能夠?qū)NA水解成四種脫氧核苷酸，徹底水解成膦酸、DNA或 DNA的某一段解成兩條長鏈，作用的部位是堿基和堿基之間的氫鍵。注意：使 DNA解成兩條長鏈的方法除用解旋酶以外，在適當(dāng)?shù)母邷兀ㄈ?94）、重金屬鹽的作用下，也可使 DNA解旋。（3

4、）DNA聚合酶 ：能將單個的核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成 DNA長鏈。（4）DNA連接酶 ：是通過磷酸二酯鍵連接雙鏈 DNA的缺口。注意比較 DNA聚合酶和 DNA連接酶的異同點。3. 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“ 分子運輸車”（1）分子運載車的 種類 ：質(zhì)粒： 常存在于原核細(xì)胞和酵母菌中，是一種分子質(zhì)量較小的環(huán)狀的裸露的DNA分子，獨立于擬核之外。病毒：常用的病毒有噬菌體、動植物病毒等。（2）運載體 作用 ：是用它做運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)運到宿主細(xì)胞中去。是利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。（3）作為運載體必須 具備的條件 ：在宿主細(xì)胞中保存下來并大量復(fù)制 有多個限制性內(nèi)切酶切點 有一定的

5、標(biāo)記基因，便于篩選。第 2節(jié) 基因工程的基本操作程序教材梳理：基因工程的基本操作步驟為四步曲：目的基因的獲?。换虮磉_(dá)載體 的構(gòu)建；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測與鑒定。一目的基因的獲取1目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。用的因子）2目的基因的獲取方法：基因組文庫 從基因文庫中獲取 cDNA 文庫（或者是具有調(diào)控作人工合成 逆轉(zhuǎn)錄法、根據(jù)已知的氨基酸序列推測脫氧核苷（真核生物）序列、 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、DNA合成儀合成等。部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！. （1）從基因文庫中獲取基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體儲存，各個受體菌分別含有

6、這種生物的不同的基因。構(gòu)建基因文庫的目的：為了在不知目的基因序列的情況下，便于獲得 所需的目的基因?；蚪M文庫：含有一種生物的所有基因。部分基因文庫 （如 cDNA文庫）：含部分基因， 可由 mRNA反轉(zhuǎn)錄而來。（2）利用 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR：是一項在生物體外復(fù)制特定 原理： DNA雙鏈復(fù)制DNA片段的核酸合成技術(shù)。原料：模板 DNA；RNA引物；四種脫氧核苷酸； 熱穩(wěn)定 DNA聚合酶（Taq 酶）；方法： DNA受熱變性解旋為單鏈、冷卻后 RNA引物與單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合、 DNA聚合酶作用下延伸合成互補鏈。過程：熱變性（90-95 ）、退火（ 55-60 ）、延伸（ 70-75

7、）。特點：指數(shù)形式擴(kuò)增 二基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心體外進(jìn)行）1目的： 使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在；可以遺傳給下一代；使 目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！. 目的基因：根據(jù)需要來選擇。2基因表達(dá)啟動子：位于基因首端，RNA 聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動轉(zhuǎn)錄基因。載體的組成 終止子：位于基因尾端，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來。標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。3方法： 同種限制酶分別切割載體和目的基因，者連接。再用 DNA連接酶把兩目的基因與運載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運載體）4條件：同種限制酶、標(biāo)記基因）DNA 連接酶、（目的基因、啟動子、終止子、三

8、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá) 的過程。 導(dǎo)入植物細(xì)胞：常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（將構(gòu)建的載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，再讓農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞），基因槍法、花粉管通道法。（過程重 點介紹 ）導(dǎo)入動物細(xì)胞： 顯微注射法 （將基因表達(dá)載體提純，用顯微儀注射 到受精卵中） （過程重點介紹 ）導(dǎo)入微生物細(xì)胞： Ca 2處理受體細(xì)胞成為感受態(tài)細(xì)胞，再進(jìn)行混合。提示： 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是利用農(nóng)桿菌（胞內(nèi)寄生菌）對植物的感 染而把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。四目的基因的檢測和鑒定分子檢測：導(dǎo)入檢測+表達(dá)檢測DNA一條鏈（作探導(dǎo)入檢測：利用DNA分子雜交技術(shù) ，目的基因針）與受體細(xì)

9、胞中提取的DNA雜交，看是否有雜交帶。表達(dá)檢測：目的為了檢測是否轉(zhuǎn)錄出了 mRNA，利用 DNA-mRNA分子雜交技術(shù) ，目的基因 DNA一條鏈（作探針） 與受體細(xì)胞中提取的 mRNA雜交，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！. 看是否有雜交帶。表達(dá)檢測：目的為了檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)?？贵w與蛋白 質(zhì)進(jìn)行 抗原抗體雜交，看是否有雜交帶。個體水平的鑒定： 進(jìn)行抗蟲、 抗病的接種實驗， 根據(jù)其性狀判斷是否表達(dá)。提示：DNA分子雜交技術(shù)首先提取受體細(xì)胞中的DNA，然后高溫解成單鏈，再與同位素標(biāo)記的 DNA探針雜交；抗原抗體雜交所用到的抗體是用表 達(dá)出的蛋白質(zhì)注射動物進(jìn)行免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，

10、并提取出而來的第 3 節(jié) 基因工程的應(yīng)用教材梳理 ：知識點一 植物基因工程的應(yīng)用 植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等 方面。1. 提高抗逆性（1）常用抗蟲基因：用于抗蟲（殺蟲）的基因主要是Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。（2）常用抗病基因： a. 抗病毒基因有： 病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶 基因； b. 抗真菌基因有：幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因（3）其他抗逆基因： 環(huán)境條件對農(nóng)作物的生產(chǎn)會造成很大影響，并且這些 影響是多方面的，因此，抗逆性基因也有多種多樣，如：抗鹽堿和干旱的 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓基因、抗凍基因、抗除草劑基因等等。2. 改良植物品質(zhì) 由于人們的食品含有的營養(yǎng)不平衡，不能滿足人們對食品的要求，這樣，可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使植物能夠合成某些本來不能合成的物質(zhì)。如科學(xué) 家將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏校蛘吒淖冞@些氨基 酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量。知識點二 動物基因工程的應(yīng)用1. 用于提高動物生長速度：由于外援生長激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動物生長得更快，將這類基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。如：轉(zhuǎn)基因綿羊和轉(zhuǎn)基因鯉魚。2. 用