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生物选修3专题一知识点(详细).doc

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第 1 页 共 4 页选修 3《现代生物科技专题》知识点总结专题 1 基因工程1.1 DNA 重组技术的基本工具1、基因工程的概念又叫做基因拼接技术或 DNA 重组技术。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向改造生物的遗传性状 。优点:定向地改造生物的遗传性状;实现基因在不同物种之间的转移,迅速培育出生物新品种2、基因拼接的理论基础:(1)大多数生物的遗传物质是 DNA。(2)DNA 的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。(3)双链 DNA 分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。3、外源基因在受体内表达的理论基础:(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。(2)遗传信息的传递都遵循中心法则。(3)生物界共用一套遗传密码。(一)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)(1)来源:主要是原核生物(2)功能:能够识别双链 DNA 分子的特定的核苷酸序列,有特定的切割位点(专一性)。(3)作用部位:磷酸二酯键(3) 结果:形成两种末端:黏性末端和平末端。注意:用同种限制酶分别切割目的基因和载体,从而形成相同的黏性末端,然后用 DNA 连接酶将目的基因和载体连接起来 2.“分子缝合针”——DNA 连接酶①作用:恢复磷酸二酯键。②种类:E·coliDNA 连接酶:来源于大肠杆菌,连接黏性末端;T4DNA 连接酶:来源于噬菌体,连接黏性末端和平末端。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。④对受体细胞无害第 2 页 共 4 页(2)常用的载体:细菌的质粒、λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒 (天然质粒不能直接使用)1.2 基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的获取1.目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因 。2.方法:①从基因文库中获取目的基因(方法:根据基因的核苷酸序列、基因的功能在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因翻译产物蛋白质 等特性。)②利用 PCR 技术扩增目的基因(适用于已知目的基因的一段核苷酸序列)③通过化学方法人工合成(适用于目的基因较小,或已知目的基因核苷酸序列)3.基因组文库与 cDNA 文库的区别4.PCR 技术扩增目的基因(1)PCR 的含义:全称多聚酶链式反应,是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。(2)目的:快速获取大量的目的基因(3)原理:DNA 复制(4)使用的前提:已知目的基因的一段核苷酸序列(5)条件:模板 DNA、引物、热稳定 DNA 聚合酶、四种脱氧核苷酸(6)过程:第一步:变性,加热至 90~95℃DNA 解链为单链,断裂氢键;第二步:退火,冷却到 55~60℃,引物与两条单链 DNA 结合,形成局部双链 DNA;第三步:延伸,加热至 70~75℃,热稳定 DNA 聚合酶(Taq 酶)从引物起始进行互补链的合成。(7)特点:指数(2 n)形式扩增第二步:基因表达载体的构建(核心)1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。2.组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因(1)启动子:位于基因的首端,是 RNA 聚合酶识别和结合的部位(2)终止子:位于基因的尾端,使转录停止。(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。第 3 页 共 4 页注意:①载体与表达载体的区别:二者都有标记基因和复制原点两部分 DNA 片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构3、启动子、终止子与起始密码子、终止密码子的区别:启动子、终止子位于 DNA 上,控制转录的起始和终止。起始密码子和终止密码子位于 mRNA 上,控制翻译的起始和终止。第三步:将目的基因导入受体细胞_1.转化的概念:是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。2、受体细胞分为三大类,导入方法如下:受体细胞:受精卵、体细胞 适用于双子叶植物和裸子植物 适用于单子叶植物 适用于被子植物(如:抗虫棉) 受体细胞:受精卵3.农杆菌转化法:原理:Ti 质粒上的 T---DNA 可以转移到受体细胞,并整合到受体细胞染色体的 DNA 上过程: 4、(动物细胞)显微注射法过程:提纯含目的基因 取受精卵 显微注射 移植到 受精卵 新性状表达载体 子宫 发育 生物5、将目的基因导入微生物细胞:①微生物作为受体细胞的原因: 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ②常
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