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生物选修三专题一基因工程高三复习-第1页共5页专题一基因工程1.1DNA重组技术的基本工具一、基因工程的基本概念1.概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过_____________和___________等技术，赋予生物以新的__________，从而创造出更符合人们需要的新的__________和___________。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做_________________。2.基本原理：______________3.理论基础(1)不同生物的基因可以拼接的结构基础——细胞生物的遗传物质都是_______，都是以_____________为基本单位构成的双链大分子。(2)目的基因转入后可以表达的基础——所有生物共用一套__________。(3)生物遗传信息的表达都遵循_________。4.优点(1)目的性强，能_______的改造生物的性状。(2)克服________________的障碍。二、限制性核酸内切酶——分子手术刀1.简称：__________。2.来源：主要是从__________中分离纯化而来。3.功能特点：特异性，即识别双链DNA分子某种特定__________，并且使每一条链中____________的两个核苷酸之间的_________断开。4.酶切结果：_______末端和_______末端。画出EcoRⅠ酶切后的结果：↓GAATTCCTTAAG↑三、DNA连接酶——“分子缝合针”1.作用实质：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的________。2.作用前提：两个DNA分子必须含有_________。3.种类(1)E·coliDNA连接酶①来源：___________②功能：只能连接___________(2)T4DNA连接酶①来源：____________②功能：既可以连接___________，又可以连接_________，但连接_________时效率比较低。【拓展】比较DNA连接酶与DNA聚合酶DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个核苷酸之间形成_______是否需模板______________连接DNA链____链____链作用过程在两个DNA片段之间形成__________将_________加到已存在的核苷酸链上，形成____________作用结果将两个DNA片段连接成__________合成___________四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1.基因工程中最常用的载体——_______(1)来源：________等微生物(2)结构：裸露的、结构简单、独立于___________之外，并具有____________的___________分子。生物选修三专题一基因工程高三复习-第2页共5页2.基因的载体必须具备的条件(1)有______________个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。(2)能在宿主细胞内_________，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行________。(3)有特殊的___________，如四环素抗性基因等，供重组DNA的鉴定和选择。(4)必须是______的，不会对受体细胞有害。(5)_______适合，以便提取和在体外进行操作。3.载体的种类：除质粒外，还有____________、__________________等。4.在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过_________的。1.2基因工程的基本操作程序一、基因工程的基本操作程序1._____________的获取。2._____________的构建。3.将目的基因_____________。4.目的基因的_____________。二、目的基因的获取1.目的基因主要是_________的结构基因。2．获取目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因①基因文库概念：将含有某种生物不同基因的许多__________，导入_______的群体中储存，各个_______分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。②基因文库分类：可分为______文库和________文库(如cDNA文库)。(2)利用PCR技术扩增目的基因①PCR技术是_____________的缩写。PCR是一项在生物体外_____________的核酸合成技术。②PCR技术的原理：DNA的_________。③PCR扩增的前提：要有一段已知目的基因的_______，以便根据这一序列合成引物。④PCR扩增的条件：_____、_____(目的基因)，原料——_______________(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)，耐高温的__________酶(Taq酶)。⑤PCR扩增的过程a.变性：加热到90-95℃，DNA受热变性后________________b.复性（退火）：冷却到55-60℃，_______与____________结合c.延伸：加热到70-75℃，在热稳定的____________(Taq酶)的作用下进行延伸⑥结果：目的基因以____的方式成指数形式扩增。(3)人工合成法：如果基因比较___，且________，可以通过___________用化学方法直接人工合成。【拓展】PCR技术和DNA复制的比较PCR技术DNA复制相同点原理__________________原料__________________条件_____、_____、_____不同点解旋_____解旋_______催化场所_____复制________酶热稳定的DNA聚合酶细胞内含有的DNA聚合酶结果在短时间内形成_________形成__________三、基因表达载体的构建基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的_______1.基因表达载体构建目的：使目的基因在受体细胞中__________，并且可以_______给下一代，同时，使目的基因能够__________。2.基因表达载体的组成：除了目的基因外，生物选修三专题一基因工程高三复习-第3页共5页还必须有_______、_______以及__________等。(1)启动子：位于目的基因的_______，是一段有特殊结构的DNA序列，是_____________识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质，即转录开始的部位。(2)终止子：位于目的基因的______，也是一段有特殊结构的DNA序列，使转录在所需的地方停止下来，即转录停止的部位。(3)标记基因：用于鉴别受体细胞中是否________，从而将含有目的基因的细胞_______出来，常为_____________，如氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因。3．表达载体构建过程中，获取目的基因与切割质粒时一般用_______限制性核酸内切酶，目的是产生相同的___________，以便于连接。四、将目的基因导入受体细胞______的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为_______。1.将目的基因导入植物细胞(1)常用受体细胞：植物的________或________。(2)方法：____________法、_________法、_________法，其中，___________法是导入植物细胞最常用的方法。①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物。当植物体受到伤害是，伤口处的细胞会分泌大量的___________，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的________上的________(可转移的DNA)可转移到受体细胞染色体的DNA上。②转化过程：将_________插入到___________上，通过农杆菌的转化作用，可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA，使目的基因的遗传特性得以_________________。2.将目的基因导入动物细胞(1)常用受体细胞：__________。(2)常用方法：______________。(3)基本操作程序：_____含有目的基因的表达载体→______(受精卵)→__________→胚胎移植→新性状动物3.将目的基因导入微生物细胞(1)常用受体细胞：________细胞，其中________最为广泛。(2)原核生物的特点：①________；②多为单细胞；③遗传物质相对______(3)转化方法：_____________法。(4)转化过程①用_________处理受体细胞（如大肠杆菌），使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为____________。②将重组表达载体DNA分子溶于_______中与________混合，在一定_____下促进__________吸收DNA分子，完成转化过程。生物选修三专题一基因工程高三复习-第4页共5页五、目的基因的检测与鉴定目的基因导入受体细胞是否可以______________，只有通过检测与鉴定才能知道，这是基因工程的第四步，也是检查基因工程是否成功的一步。类型步骤检测内容方法结果显示____检测第一步检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因_________________(DNA探针＋转基因生物DNA)是否___________第二步检测目的基因是否转录__________________(DNA探针＋转基因生物mRNA)是否___________第三步检测目的基因是否翻译成蛋白质___________________是否_______________水平的检测包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否具有抗性的及抗性程度；基因工程产品需要与天然产品的功能进行活性比较等1.3基因工程的应用一、植物基因工程硕果累累植物基因工程技术主要用于提高农作物的____________(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)，以及改良农作物的______和利用植物生产_______等方面。二、动物基因工程前景广阔动物基因工程主要应用于动物品种______、建立________、器官移植等多方面。(1)用于提高动物生长速度：将_______________导入动物体内，以提高动物生长速率。(2)用于改良畜产品的品质。(3)用转基因动物生产药物：将药用蛋白基因与____________的启动子等调控组件重组在一起，通过__________等方法，导入哺乳动物的_______中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成________。转基因动物进人泌乳期后，可以通过分泌的______来生产所需要的药品，称为乳腺(房)生物反应器。(4)用转基因动物作器官移植的供体：将器官供体基因组导入某种调节因子，抑制_____________或设法除去___________，再结合__________，培育出没有_________________的转基因克隆动物器官。三、基因工程在医学、药学上的应用1．基因工程药物：利用“工程菌”生产基因工程药品包括__________、______、______、______、______等。工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。2．基因治疗：是把_________导入病人体内，使该基因的________发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段,包括___________和____________。补1：用于基因治疗的基因有三种类型：①_______________________________;②_______________________________;③_______________________________.补2：基因诊断。原理：_____________;工具___________第5页共5页1.4蛋白质工程1.实质：根据的关系，通过，对现有蛋白质进行改造或创造自然界不存在的蛋白