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选修3《现代生物科技专题》知识点总结

专题1基因工程

一、基因工程的概念：

基因工程是指按照人们的愿望，通过体外DNA重组和转基因等技术，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。又叫做DNA重组技术

操作水平：DNA分子水平；优点：①定向改造生物性状（与诱变育种相比）；②克服远缘

杂交不亲和障碍（与杂交育种相比）

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，不能切割RNA和单链DNA）

（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列（含4到8个核苷酸的回纹序列），

并且使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性

（3）结果：产生黏性末端或平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶

(1)分类：E·coliDNA连接酶（来源于大肠杆菌）和TDNA连接酶（来源于T噬菌体）

4-4

E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；而TDNA连接酶能连接两种末端，但连接平末端的效率较低

4

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到单链DNA片段的末端，合

成子链。DNA连接酶是连接两个DNA片段

(3)RNA聚合酶的作用部位：磷酸二酯键和氢键；解旋酶的作用部位：氢键

DNA连接酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA（水解）酶的作用部位：磷酸二酯键

3.“分子运输车”——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位点，便于目的基因的插入

③具有标记基因，便于目的基因的鉴定和筛选

*标记基因：合成荧光蛋白的基因或抗性基因（如抗青霉素基因）

（2）最常用的载体是质粒,是细胞质中一种裸露的小型环状DNA，并具有自我复制能力

（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒

注意：1.目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子

2.获得目的基因一般要切2个切口，产生4个黏性末端

3.一般用同种限制酶切割目的基因和质粒，以获得相同的黏性末端，利于重组质粒的构

建（但可能导致目的基因自身环化）

4.用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，可防止目的基因和质粒自身环化（还可以防

止目的基因反向连接）

5.原核生物体内的限制酶不切割自身DNA的原因：原核生物的DNA中不存在该酶的识别

序列或识别序列已经被修饰

6.基因工程得以实现的理论基础：

①不同生物的DNA分子结构基本相同；②所有生物共用一套遗传密码

(二)基因工程的基本操作程序

第一步：目的基因的获取（三种方法）

1.从基因文库中获取：

（1）分类：①基因组文库：含有某种生物的全部基因；②cDNA文库：含有某种生物的部分基因

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（2）基因文库的构建过程：略（课本P10；注意两种文库的区别）

2.PCR技术扩增目的基因

（1）概念：短时间内在体外大量复制DNA的技术。

（2）原理：DNA双链复制

（3）条件：模板、Taq酶、引物（单链DNA片段，能与模板链互补配对）、4种脱氧核苷酸

（4）过程：变性→退火→延伸

3.通过DNA合成仪用化学方法人工合成：目的基因比较小，核苷酸序列已知

第二步：基因