高考生物选修3知识点总结
专题一基因工程
一、基因工程的 基本工具 1、 分子手术刀”一-
限制酶) 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 磷酸二 酯键断开,因此具有专一性。
结果:经限制酶切割产生的 DNA片段末端通常有两种形 式:黏
性末端和平末端 。
2、 分子缝合针” 一一NA连接酶
(1)两种DNA连接酶(E ? coliDN连接酶和T4 — DNA连接 酶)的比较:
① 相同点:都缝合磷酸二酯 键。②区别:E ? coliDNA连接 酶只能连接 黏性末端;T4DNA连接酶能缝合两种末端,但 效率较低。
3、 分子运输车”一-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。
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(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 1、 目的基因的获取
从基因文库中获得、人工合成、PCR扩增。人工合成目的 基因的常用方法有 反转录法_和化学合成法_。(了解基因组 文库和CDNA文库?;如何从基因文库中提取目的基 因??) 2、 基因表达载体的构建 (关键步骤) 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
3、将目的基因导入受体细胞 检测目的基因是否翻译成蛋白质,提取蛋白质,用相应的抗
(1) 常用的转化(导入)方法:
导入植物细胞:常用农杆菌转化法 (双子叶植物),其次 还有基因枪法和花粉管通道法等。
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。
导入微生物细胞:感受态细胞法。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。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。
(2) 重组细胞导入受体细胞后,筛选含基因表达载体受体细 胞的依据是标记基因是否表达。 4、目的基因的检测和表达
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DNA分子杂交技术。
检测目的基因是否转录出mRNA,方法是采用用标记的目的 基因作探针与mRNA杂交。 体进行抗原-抗体杂交。
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
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现抗虫性状。 三、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)
专题2细胞工程
一、植物细胞工程
1、 理论基础(原理):植物细胞全能性 2、 植物组织培养技术
(1) 过程:离体的植物器官、组织或细胞—愈伤组织—试管
苗—植物体
(2) 用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育
种、细胞产物的工厂化生产。
(3)地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新 诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学 法用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。 品种的最后一道工序。 3、植物体细胞杂交技术
原理:细胞膜的流动性。意义:克服了远缘杂交不亲和的障 碍。 二、动物细胞工程 1、动物细胞培养
(1)取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 ) -剪碎-用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 处理分散成 单个细胞-制 成细胞悬液—转入培养瓶中进行 原代培养—贴满瓶壁的细胞 重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续 传代
培养。
(2) 细胞贴壁:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上
。接 触抑制:细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面 相 互抑制时,会停止分裂增殖。
(3) 动物细胞培养需要满足以下条件
① 无菌、无毒的环境:培养液应进行 无菌处理。通常还要 在培养液中添加一定量的 抗生素,以防培养过程中的污染。 此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造 成危害。
② 营养:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素 等。需加入血清、血浆等天然成分。
③ 温度:适宜温度:哺乳动物多是 36.5 C+ 0.5 C ; pH : 7.2 ?7.4。
④ 气体环境:95%空气+ 5%CO2。。2是细胞代谢所 必需的,
CO2作用是维持培养液的 pH。
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2、 动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1) 哺乳动物核移植可以分为 胚胎细胞核移植(比较容易) 和体
细胞核移植(比较难)。
(2) 选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易 操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富。 3、 动物细胞融合
(1) 原理级方法:细胞膜的流动性。诱导融合的方法:物 理法包括离心、振动、电刺激等。化学法用聚乙二醇 (PEG)作诱导剂。还可以用灭活的病毒诱导。
(2) 动物细胞融合的意义:克服了远缘杂交的不亲和性。
项目 细胞融合 细胞融合 诱导手段 用法 的原理 的方法 植物体 细胞膜的 物理法、 克服远缘杂交 细胞杂 流动性 去除细胞 壁化学法 不亲和性,获 交 后诱导 原生得杂种植株 质体 融合
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