高中生物基因工程相關知識點

　　目的基因和標記基因是高考考試大綱明確要求的考試內容,在基因工程專題和高考中處於重要的地位.下面小編給你分享，歡迎閱讀。

　　基因工程的基本工具

　　1.“分子手術刀”——限制性核酸內切酶***限制酶***

　　***1***來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。

　　***2***功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，並且使每一條鏈 中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。

　　***3***結果：經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。

　　2.“分子縫合針”——DNA連線酶

　　***1***兩種DNA連線酶***E•coliDNA連線酶和T4-DNA連線酶***的比較：

　　①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。

　　②區別：E•coliDNA連線酶來源於T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連線起來;而T4DNA連線酶能縫合兩種末端，但連線平末端的之間的效率較低。

　　***2***與DNA聚合酶作用的異同: DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連線酶是連線兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。

　　3.“分子運輸車”——載體

　　***1***載體具備的條件：①能在受體細胞中複製並穩定儲存。

　　②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。

　　③具有標記基因，供重組DNA的鑑定和選擇。

　　***2***最常用的載體是--質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立於細菌染色體之外，並具有自我複製能力的雙鏈環狀DNA分子。

　　***3***其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒

　　基因工程的基本操作程式

　　第一步：目的基因的獲取

　　1.目的基因是指：編碼蛋白質的結構基因。

　　2.原核基因採取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法和化學合成法。

　　3.PCR技術擴增目的基因

　　***1***原理：DNA雙鏈複製

　　***2***過程：第一步：加熱至90～95 ℃DNA解鏈;第二步：冷卻到55～60 ℃，引物結合到互補DNA鏈;第三步：加熱至70～75 ℃，熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。

　　第二步：基因表達載體的構建

　　1.目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，並且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。

　　2.組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因

　　***1***啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位於基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。

　　***2***終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段，位於基因的尾端。

　　***3***標記基因的作用：鑑定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。

　　第三步：將目的基因匯入受體細胞

　　1.轉化：目的基因進入受體細胞內，並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。

　　2.常用的轉化方法：

　　將目的基因匯入植物細胞：採用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。

　　將目的基因匯入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。

　　將目的基因匯入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少，最常用的原核細胞是大腸桿菌，其轉化方法是：先用 Ca2+處理細胞，使其成為感受態細胞，再將重組表達載體DNA分子溶於緩衝液中與感受態細胞混合，在一定的溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。

　　3.重組細胞匯入受體細胞後，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。

　　第四步：目的基因的檢測和表達

　　1.首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是採用DNA分子雜交技術。

　　2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是採用用標記的目的基因作探針與 mRNA雜交。

　　3.最後檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原-抗體雜交。

　　4.有時還需進行個體生物學水平的鑑定。如轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。

　　基因工程的應用

　　1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。

　　2.動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。

　　3.基因治療：把正常的外源基因匯入病人體內，使該基因表達產物發揮作用。