2017年高考生物必备知识点：基因工程

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目前，高三的同学已经开始了高考第一轮复习，在这一阶段的复习当中，我们要注重对基础知识的掌握，牢固的基础知识会为我们今后的深入复习打下基础。那么现在，小编就为大家搜集整理《2017年高考生物必备知识点：基因工程》，帮助大家进行第一轮复习。

(一)生物基因工程简介

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。

基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。

重组DNA：重组DNA技术是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体(受体)内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。因此，供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。

(二)生物基因工程特征

(1)跨物种性

外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。

(2)无性扩增

外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达。

优点：基因工程最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之问的界限，可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间，甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移。人的基因可以转移到大肠杆菌中表达，细菌的基因可以转移到植物中表达。

(三)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：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

(2)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。

(3)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”——DNA连接酶

(1)两种DNA连接酶(EcoliDNA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：EcoliDNA连接酶来源于T4噬菌体，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连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

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。

(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

(四)基因工程的诞生与发展

基因工程是人工进行基因切割、重组、转移和表达的技术。基因工程诞生于70年代。自1977年成功地用大肠杆菌生产生长激素释放抑制因子以来，人胰岛素、人生长激素、胸腺素、干扰素、尿激酶、肝火病毒疫菌、口蹄疫疫菌、腹泻疫菌和肿瘤坏死因子等数十种基因工程产品相继问世；1982年开始进入商品市场，在医疗保健和家畜疾病防治中获得广泛应用，并已取得或正在取得巨大的效果和收益。基因工程的基本步骤为：取得所需要的DNA特定片段（目的基因）；选择基因的合适运载体（另一种DNA分子）；使目的基因和运载体结合，得到重组DNA；将重组DNA引入细菌或动植物细胞并使其增殖；创造条件，使目的基因在细胞中指导合成所需要的蛋白质或其他产物，或育成动植物优良新种（或新品种）。

运用基因工程技术已育成高赖氨酸、高苏氨酸、高维生素K的生产菌株，并成功地将淀粉酶基因经持导入了酵母，使之直接利用淀粉生产酒精，从而将发酵工业推到一新的高度。农业上采用基因工程技术已培育成抗虫害烟草、抗除莠剂烟草和抗斑纹病烟草、高蛋白稻米、瘦肉型猪、优质产毛羊等动植物新品种。我国近年来基因工程也取得了重大成果，如乙型肝炎病毒疫苗、甲型肝炎病毒疫苗、幼畜腹泻疫苗、青霉素酰化酶基因工程菌株等，有的已推广使用、有的正在试产；胰岛素、干扰素和生长激素等基因工程产品正进行高效表达试验；抗烟草斑纹病毒、抗除莠剂，抗虫害的植物基因工程研究工作已获阶段性成果；高等植物基因导入的新方法，固氮及相关DNA结构和调控等研究达到了世界先进水平。

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