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1、 选修3必记知识归纳 专题一1、基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫DNA重组技术，原理是基因重组。2、DNA重组技术操作过程至少需要三种工具:限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。3、限制酶：主要从原核生物中分离纯化出来，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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裂。具有专一性。作用结果：形成黏性末端和平末端。4、DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。二者都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（1）区别：EcoliDNA连接
2、酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键，发挥作用时需要模板；DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键，发挥作用时不需要模板。5、（1）运载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外
3、并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。6、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。7、目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。8、目的基因的获取：从基因文库中获取、PCR技术扩增、化学方法人工合成。基因组文库部分基因文库（如cDNA文库）基因文库 一种生物的一部分基因（）基因中有启动子、内含子一种生物所有的基因（基因中有启动子、内含子）9、PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。其原理是：DNA双链复制。前提是：要有一段已知目的基因的核苷酸序列
4、，以便根据这一序列合成引物（两种）。过程是：高温变性、低温复性、中温延伸。10、基因表达载体的构建是基因工程的核心。其目的是：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。其组成是：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，使转录停止。（3）标记基因的作用：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。11、受体细胞有植物细胞、
5、动物细胞、微生物细胞之分。12、将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法。农杆菌的特点：能感染双子叶植物和祼子植物,对单子叶植物无感染能力；农杆菌的Ti质粒的TDNA可转移至受体细胞并整合到其染色体上13、将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵。14、将目的基因导入微生物细胞：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 ，其转化方法是：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DN
6、A分子，完成转化过程。15、目的基因导入受体细胞后，是否可以维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。16、检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组中的方法：DNA分子杂交技术（用目的基因做探针，如果显示出杂交带则成功）。检测目的基因是否转录出mRNA的方法：分子杂交技术（用目的基因做探针，如果显示出杂交带则成功）17、检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法：抗原抗体杂交。18、除了分子检测外，有时还需要进行个体水平的鉴定，方法是：抗虫或抗病的接种实验。19、植物基因工程硕果累累：抗虫转基因植物、抗病转基因植物、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。20、动物基
7、因工程前景广阔：用于提高动物的生长速度，用于改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，用转基因动物做器官移植的供体。乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，在哺乳动物的乳腺中特异表达，以转基因动物的乳腺组织生产药用蛋白21、基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，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。其中效果比较可靠的是体外基因治疗。（属于广义上的“基因重组”）22、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制
8、造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。23、蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找出相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。问题蛋白质工程中，为什么不直接改造蛋白质的结构，而要改造基因结构？因为蛋白质结构复杂，改造难度很大，并且可以改变的数量很有限，而改造后的基因能够遗传给子代专题二1、细胞的全能性：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞干细胞体细胞；植物细胞动物细胞2、植物细胞工程：植物组织培养技术（基础）、植物体细胞杂交技术。3、细胞脱分化：就是让已经分化的细胞，经过诱导后
9、，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。外源激素可以使外植体细胞的合成代谢加强，不断分裂增殖形成愈伤组织。4、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给与适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整植株。（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 胚状体试管苗 植物体实验注意事项：选材：根尖、茎尖、形成层等最容易诱导脱分化。无菌：培养基一旦污染，迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养，而且还会产生大量对培养物有害的物质。光照：脱分化过程不需要光照，再分化过程一定要有光照（2）用途：微型繁殖、作物脱毒（不是抗病毒
10、）、制人工种子、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品种的最后一道工序。5、植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。（1）过程：（2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等； 化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。(3)细胞融合完成的标志：新的细胞壁的生成。(4)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。（5）杂种植株特征：具备两种植物的遗传特征。原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。(6)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还
11、是染色体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有 2X 条染色体，2 个染色体组，基因型为 Aabb，另一植物细胞含有 2Y 条染色体，2 个染色体组，基因型为 ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为 2X 2Y ，基因型为AabbccDd。（7）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。6、动物细胞工程常用的技术手段有：动物细胞培养（基础）、动物细胞融合、动物细胞核移植、生产单克隆抗体等。7、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织），将它分散成单个细胞（胰蛋白酶或胶原蛋白酶），然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。8、动物细胞培养时制备的细胞悬
12、液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁，称为细胞贴壁，要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖称为细胞的接触抑制。9、原代培养：动物组织消化后的初次培养；传代培养：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分瓶培养。10、目前使用或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。11、动物细胞培养的条件： 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。营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长
13、因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4。气体环境：95%空气5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。12、动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。13、动物细胞核移植技术：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）。（体现了动物细胞细胞核的全能性）（属于无性繁殖）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
14、，营养丰富；卵母细胞中含有促进供体核表达全能性的物质。14、哺乳动物核移植分为：胚胎细胞核移植、体细胞核移植。15、体细胞核移植的应用前景：转基因克隆动物可以促进优良畜群繁育；保护濒危物种；作为生物反应器生产医用蛋白；作为异种移植的供体；核移植胚胎干细胞定向诱导分化成相应的组织器官用于器官移植。16、动物细胞融合也称为细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞。17、动物细胞融合的方法：物理方法（离心、振动、电激）、化学方法（聚乙二醇）、灭活的病毒。18、动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传
15、、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。19、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电激、振动，聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一20、单克隆抗体的制备：骨髓瘤细胞和已免疫的小鼠脾脏中的B淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进行筛选，只有融合的杂种细胞才能生长，这种杂交瘤细胞的特点是：既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。对上述杂交瘤细胞，还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后，将杂交瘤细胞在体外进行大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取大量的单克隆抗体了。21、单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高，并可以大量制备。22、单克隆抗体的应用：作为诊断试剂（在诊断的应用上具有准确、高效、快速、简易的优点。）、用于治疗疾病和运载药物。（制成“生物导弹”，借助单克隆抗体的导向作用，将药物定向带到癌细胞，在
