浙科版高中生物知识点梳理 选修三

选修3 教材解读 第一章 基因工程 【教材解读】 1.工具酶的发现和基因工程的诞生 ①基因工程的概念：是指狭义的遗传工程；广义的遗传工程泛指把一种生物的遗传物质（细胞核、染色体脱氧核糖核酸等）移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。 ②基因工程的核心是构建重组DNA分子，其变异原理是基因重组。 ③限制性核酸内切酶：主要是从细菌中分离纯化出来的；【拓展：限制酶对细菌有保护作用，某些入侵的噬菌体可因DNA链被限制酶切断而不能在细菌中繁殖，“限制”由此而得名，限制酶不能切开细菌自身的DNA，这是因为细菌DNA的腺嘌呤和胞嘧啶甲基化而受到保护的缘故】 是能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶，因此具有专一性。【解析：识别特定的核苷酸序列和切点；切割切点处两个核苷酸之间的磷酸二酯键】 ④如：以下四种限制性核酸内切酶能识别的序列分别是GGATCC、GAATTC、AAGCTT、AGATCT，识别的切点（又称切割位点）G和G之间、G和A之前、A和A之间、A和G之间，能在切点上两个核苷酸之间切断DNA，如下图所示。 ⑤如果利用不同的限制性核酸内切酶处理DNA分子，就能把DNA分子切割成许多不同的片段，限制酶的切割方式分为两种方式：如：EcoRⅠ切割位置是交错的，可以形成两个粘性末端（虚线框内的结构），为与其他核苷酸序列互补连接奠定基础；而SmaⅠ切割位置是平齐的，形成的是平末端。 【注意：不同的限制酶识别不同的序列，但有时形成的粘性末端可以发生互补；如下图：a酶识别的序列是GACGTC，切点是G和A之间；而b酶识别的序列ACGT，切点A的另一侧碱基不固定；两种限制酶形成的粘性末端的碱基可以互补】 ⑥DNA 连接酶：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起（形成磷酸二酯键），所形成的DNA分子称为重组 DNA分子。 因此，DNA连接酶可以将外源基因和载体DNA连接在一起，如下图。 【注意：DNA连接酶能够封闭DNA双螺旋骨架上的切口而不能封闭缺口，如下图所示】 ⑦载体：质粒常作为基因的载体使用，质粒是能够自主复制的双链环状DNA分子，在细菌中以独立于拟核之外的方式存在， 最常用的是大肠杆菌的质粒，这种质粒常含有抗生素抗性基因，例如：四环素的抗性基因。 其他载体有λ噬菌体、动物病毒和植物病毒。 【作为载体具备的条件：①是DNA分子，这样才能与目的基因结合到一起；②能够自我复制；③能进入受体细胞，并在受体细胞中正常生存；④最好能表达特殊性状的基因（即为标记基因），便于检测目的基因是否转入受体细胞】 2.基因工程的基本原理：是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定和高效地表达；为了实现这个目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基因要素。 3.基因工程的基本操作步骤 ①获得目的基因：即获得我们所需要的基因；获得目的基因通常有两种方法：a.目的基因的序列是已知的，可以用化学方法合成目的基因或用聚合酶链式反应（PCR）扩增目的基因；b.目的基因的核苷酸序列是未知的，我们就建立一个包括目的基因在内的基因文库从基因文库中找到我们想要的目的基因。【解读：例如某生物具有我们想要的性状，也就说明该生物体内含有控制这个性状的基因，但又不确定是哪个基因，此时，就把该生物的所有基因收集在一起，建立基因文库，然后从中筛选出我们想要的基因，即目的基因】 ②形成重组DNA分子（核心步骤）：通常是用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA（如质粒），就会在目的基因和载体 DNA的两端形成相同的黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。 ③将重组DNA分子导入受体细胞：用适当的方法将形成的重组DNA分子转移到合适的受体细胞中。常用的受体细胞有大肠杆菌、 ... ...