基因工程基础知识梳理(二)
高三生物基因工程知识点梳理
高三生物基因工程知识点梳理基因工程是现代生物学的重要分支之一,它通过操作生物体的基因来改变其遗传信息,进而影响其性状和功能。
高三生物学中,基因工程是一个重要的考点,理解并掌握相关的知识点对于提高学生的综合能力和应试能力具有重要意义。
一、基因工程的基本概念基因工程是一种人工改变生物体遗传信息的技术,它涉及到基因的克隆、重组、转移等操作,旨在创造新的基因组合来优化生物体的性状。
基因工程的应用领域广泛,包括农业、医学、环境保护等。
在农业领域,基因工程可以用于改良农作物,提高其产量、抗逆能力和品质;在医学领域,基因工程可以用于治疗疾病、生产药物和疫苗等;在环境保护领域,基因工程可以用于生物修复和污染治理。
二、基因工程的关键技术1. DNA克隆技术:DNA克隆是基因工程的基础技术之一,它可以扩增和复制特定的DNA片段。
常用的DNA克隆技术包括限制性内切酶切割、连接酶的作用和DNA插入载体等。
2. DNA重组技术:DNA重组是基因工程的核心技术,它可以将不同来源的DNA片段进行组合重组,形成具有新功能的DNA 序列。
常用的DNA重组技术包括PCR扩增、DNA连接、DNA杂交和转染等。
3. 基因转移技术:基因转移是基因工程的基本操作之一,它可以将目标基因导入到宿主细胞中。
常用的基因转移技术包括冷冻融化法、细胞转染法和基因枪法等。
三、基因工程在农业中的应用基因工程在农业领域的应用极为广泛,可以改良农作物的性状和品质,提高农作物的产量和抗逆能力。
常见的基因工程农产品包括转基因大豆、转基因玉米和转基因棉花等。
基因工程农产品的应用不仅能够满足人们对食物和纤维的需求,还可以提高农业可持续发展的水平,减少农药的使用量,保护环境资源。
四、基因工程在医学中的应用基因工程在医学领域的应用涉及到基因治疗、药物生产和疫苗制造等。
基因治疗是一种通过插入、修复或替换异常的基因来治疗疾病的方法,可以用于治疗遗传性疾病、癌症和免疫系统疾病等。
高中生物必修二基因工程知识点归纳
高中生物必修二基因工程知识点归纳基因工程是当前科技发展最为迅速的领域之一,也是高一生物学习的重要知识点,下面是店铺给大家带来的高中生物必修二基因工程知识点归纳,希望对你有帮助。
高中生物必修二基因工程知识点一、基因工程1、概念:基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗得说,就是按照人们意愿,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,定向地改造生物的遗传性状。
2、原理:基因重组3、结果:定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要的品种。
二、基因工程的工具1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)特点:具有专一性和特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点。
(2)作用部位:磷酸二酯键(3)例子:EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开。
(4)切割结果:产生2个带有黏性末端的DNA片断。
(5)作用:基因工程中重要的切割工具,能将外来的DNA切断,对自己的DNA无损害。
【注】黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。
2、基因的“针线”——DNA连接酶(1)作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来,使之成为一个完整的DNA分子。
(2)连接部位:磷酸二酯键3、基因的运载体(1)定义:能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
(2)种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。
三、基因工程的操作步骤1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和鉴定四、基因工程的应用1、基因工程与作物育种:转基因抗虫棉、耐贮存番茄、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛、超级绵羊等等2、基因工程与药物研制:干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、疫苗3、基因工程与环境保护:超级细菌五、转基因生物和转基因食品的安全性两种观点是:1、转基因生物和转基因食品不安全,要严格控制。
2、转基因生物和转基因食品是安全的,应该大范围推广。
高中生物学习方法回归课本最重要经过对一部分的同学做试卷分析,发现很多的人觉得生物的题出得很难,但实际上他们错的题更多的是最基础的内容,长时间没有回顾学过的内容,很多人已经忘了一些很基础的知识,有谁还能准确地说出性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离等概念?还有谁能记得有氧呼吸的三个步骤?或者伴性遗传病与常染色体遗传病的区别?如果不能的话,孩子们,回归课本吧!先将基础知识梳理清楚再说!多想几个为什么生物的考察的另一个重点就是通过现象看本质。
基因工程知识点梳理
生物选修3知识点专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过,赋予生物以,创造出。
基因工程是在上进行设计和施工的,又叫做。
(一)基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——(1)来源:主要是从中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别的核苷酸序列,并且使每一条链中的两个核苷酸之间的断开,因此具有。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:和。
2.“分子缝合针”——(1)两种DNA连接酶()的比较:①相同点:都缝合键。
②区别:来源于大肠杆菌,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;而能缝合两种末端,但连接的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
必须需要模板3.“分子运输车”——(1)载体具备的条件:①。
②,供外源DNA片段插入。
③,供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是 ,它是一种。
(3)其它载体:(二)基因工程的基本操作程序第一步:1.目的基因是指:基因。
2.原核基因采取获得,真核基因是。
人工合成目的基因的常用方_ 和_。
3. 从基因文库中获取基因文库(1)概念:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。
(2)类型:基因组文库和部分基因文库(如cDNA文库)(1)原理:(2)过程:第一步:加热至90~95℃;第二步:冷却到55~60℃,;第三步:加热至70~75℃,。
第二步:(核心步骤)1.目的:使目的基因在受体细胞中,并且可以,使目的基因能够。
2.组成:+++(1)启动子:是一段有特殊结构的,位于基因的,是识别和结合的部位,能驱动基因,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的,位于基因的。
基因工程知识点总结归纳(更新版)
基因工程绪论1、克隆(clone):作名词:含有目的基因的重组DNA分子或含有重组分子的无性繁殖。
作动词:基因的分离和重组的过程。
2、基因工程(gene engineering):体外将目的基因插入病毒、质粒、或其他载体分子中,构成遗传物质的新组合,并使之掺入到原先没有这些基因的宿主细胞内,且能稳定的遗传。
供体、受体和载体是基因工程的三大要素。
3、基因工程诞生的基础三大理论基础:40年代发现了生物的遗传物质是DNA;50年代弄清楚DNA 的双螺旋结构和半保留复制机理;60年代确定遗传信息的遗传方式。
以密码方式每三个核苷酸组成一个密码子代表一个氨基酸。
三大技术基础:限制性内切酶的发现;DNA连接酶的发现;载体的发现3、基因工程的技术路线:切:DNA片段的获得;接:DNA片段与载体的连接;转:外源DNA片段进出受体细胞;选:选择基因;表达:目的基因的表达;基因工程的工具酶1、限制性内切酶(restriction enzymes):主要是从原核生物中分离纯化出来的,是一类能识别双链DNA分子中某种特定核苷酸序列,并由此切割DNA双链的核酸内切酶。
2、限制酶的命名:属名(斜体)+种名+株系+序数3、II型限制性内切酶识别特定序列并在特定位点切割4、同裂酶:来源不同,其识别位点与切割位点均相同的限制酶。
5、同尾酶:来源不同,识别的靶序列不同,但产生相同的黏性末端的酶形成的新位点不能被原来的酶识别。
6、限制性内切酶的活性:在适当反应条件下,1小时内完全酶解1ug特定的DNA 底物,所需要的限制性内切酶的量为1个酶活力单位。
7、星号活性:改变反应条件,导致限制酶的专一性和酶活力的改变。
8、DNA连接酶的特点:具有双链特异性,不能连接两条单链DNA分子或闭合单链DNA,连接反应是吸能反应,最适反应温度是4至15度,最常用的是T4连接酶。
9、S1核酸酶:特异性降解单链DNA或RNA。
10、RNAH降解与DNA杂交的RNA,用于cDNA文库建立时除去RNA以进行第二链的合成。
基因工程知识点
基因工程各章知识点第一章绪论1.基因工程的首例操作实验三大理论基础:DNA是遗传物质、DNA的双螺旋结构和半保留复制、遗传密码的破译和遗传物质传递方式的确定三大技术基础:限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割、DNA连接酶的发现与DNA片段的连接、基因工程载体的研究与应用基因工程的诞生:72年,P.Berg首次实现体外DNA重组:体外用EcoRI分别切割SV40和λDNA,并用T4 DNA连接酶连接成为重组的杂种DNA分子73年,S.Cohen 体外重组DNA并转化:具Kanr的E.Coli质粒R6-5和具Tetr的E.Coli质粒pSC101切割并连接转化的大肠杆菌具有双重抗性S.Cohen 和H.Boyer首次实现真核基因在原核中表达:将非洲爪蟾的DNA与E.Coli质粒(pSC101)体外切割并连接,转化大肠杆菌2.基因工程的基本概念基因工程是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种新物体(受体)内,使之稳定遗传并表达出新产物或具有新性状的DNA体外操作技术,也称为分子克隆或重组DNA 技术。
供体、载体、受体是基因工程的三大基本元件。
3.基因工程的基本操作过程a分离目的DNA片段:酶切、PCR扩增、化学合成等。
b重组:体外连接的DNA和载体DNA,形成重组DNA分子。
c转化:将重组DNA分子导入受体细胞并与之一起增殖。
d筛选:鉴定出获得了重组DNA分子的受体细胞。
e对获得外源基因的细胞或生物体通过培养,获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。
第二章载体1.理解用PBR322和PUC18作载体的克隆外源基因的原理。
答案不确定PBR322作载体的克隆外源基因的原理:PBR322质粒具有12 种限制性内切酶的单一识别位点:Tet r 基因内有7个酶切位点:Bam HⅠ,SalⅠ:Amp r基因内有3 个酶切位点:PstⅠ。
Eco RⅠ和HindⅢ不在抗生素基因内,不导致插入失活。
基因工程知识点总结
基因工程总结一.概念(1)原理:。
(2)优点:与杂交育种相比,;与诱变育种相比,。
(3)基因工程成功的原因:①成功拼接的原因:②成功表达的原因:二.基本工具1、两种酶:(1) :作用特点:。
(2) :E·coli DNA连接酶与T4 DNA连接酶的区别:2、一种运载体(1)条件:①;②;③具有特殊的标记基因(作用:)(2)种类:最常用;其他动植物病毒、三、操作程序(1) :方法:①:不知道脱氧核苷酸序列②:已知目的基因两端一小段序列,便于③利用化学方法人工合成:知道全部序列,且基因比较小。
这种方法不需要模板。
(2) ——基因工程的核心基因表达载体的组成:(3)(4)①目的基因是否插入到转基因生物的染色体DNA上:②是否转录:③是否翻译:④个体水平鉴定:抗虫、抗病接种实验易错点说明:1、切割目的基因和运载体的要求:用限制酶。
目的是:。
同种的含义是:同一种或相同两种,即单酶切或双酶切。
选择双酶切的原因是。
2、工具≠工具酶;运载体≠质粒。
3、启动子≠起始密码子,终止子≠终止密码子起始密码子和终止密码子位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。
启动子:。
终止子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的尾端,作用是使转录过程停止。
4、基因探针的要求:①单链②有③5、农杆菌转化法中的“2”次导入:第一次:将含有目的基因的T—DNA的质粒导入农杆菌;第二次(非人工操作):将含有目的基因的T—DNA导入受体细胞并整合到植物细胞的染色体DNA上。
6、转化:。
7、(1)乳腺生物反应器与化学反应器比较,优点是:质量稳定,成本低廉,无污染,经济效益显著。
(2)乳腺生物反应器与膀胱生物反应器比较,或者优点是:①收集产物更容易,不必对动物造成伤害;②从动物一出生就可以收集;③与性别无关。
8、将目的基因导入植物细胞采用最多的方法;导入单子叶植物最常用且成本较高的方法;我国科学家独创且简便经济的方法。
巩固练习1、下图中的图1是Eco RⅠ限制酶的作用示意图。
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结基因工程是一门现代生物学领域的重要学科,它通过改造生物体的遗传物质,实现对生物体基因的精确操控和改良。
下面将对基因工程的相关知识点进行总结,以帮助读者更好地了解该领域的基本概念和技术应用。
一、基因工程的基本概念和原理基因工程是指通过人为手段修改生物体的基因组,以改变其性状和功能的技术。
其实现的基本原理包括基因定位、基因克隆和基因传递。
1. 基因定位:基因定位是指确定感兴趣的基因在基因组中的位置。
常用的方法有FISH(荧光原位杂交)和PCR(聚合酶链反应)等。
2. 基因克隆:基因克隆是指将感兴趣的基因从一个生物体中复制到另一个生物体中,使其在目标生物体中表达。
常用的方法有限制酶切、连接酶切和DNA合成等。
3. 基因传递:基因传递是指将经过克隆的基因导入到目标生物体中,并使其在目标生物体中稳定遗传。
常用的方法有基因枪、电穿孔和冷冻贮存等。
二、基因工程的应用领域基因工程技术在农业、医学和工业等领域有着广泛的应用,下面将分别介绍其主要应用领域。
1. 农业应用:基因工程技术在农业领域的应用主要包括转基因作物的培育和遗传改良。
通过导入特定基因,转基因作物可以获得抗病虫害、耐逆性或提高产量等特点,从而增加农作物的产量和质量。
2. 医学应用:基因工程技术在医学领域的应用主要包括基因诊断、基因治疗和生物药物的生产。
通过基因诊断,可以准确检测遗传病的基因突变,为疾病的早期预测和治疗提供依据。
基因治疗则通过修复或替代患者体内的异常基因,治疗遗传性疾病。
此外,基因工程技术还被用于生产重组蛋白和抗体等生物药物。
3. 工业应用:基因工程技术在工业领域的应用主要包括酶的生产和环境修复。
通过基因工程技术,可以大量生产具有特定功能的酶,用于工业生产和制药领域。
此外,基因工程技术还可以改造微生物,使其能够降解有机物污染物,用于环境修复和生物能源开发。
三、基因工程的伦理和安全问题尽管基因工程技术具有重要的应用前景,但也带来了一些伦理和安全问题。
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结基因工程,这个在现代生物学中熠熠生辉的领域,正以惊人的速度改变着我们的生活和对生命的认知。
它就像是一把神奇的钥匙,开启了无数未知的大门,为解决人类面临的诸多问题带来了前所未有的希望和可能。
一、基因工程的定义与基本原理基因工程,简单来说,就是按照人们的意愿,将一种生物的基因在体外进行切割、拼接和重组,然后导入另一种生物的细胞内,使之稳定遗传并表达出相应产物的技术。
其基本原理基于三个重要的步骤:首先是获取目的基因,这就像是在茫茫基因海洋中找到我们想要的那一颗珍珠;其次是构建基因表达载体,相当于给这颗珍珠打造一个合适的盒子,使其能够安全、有效地传递;最后是将重组 DNA 分子导入受体细胞,并使其在受体细胞中稳定存在和表达。
二、获取目的基因的方法1、从基因文库中获取基因文库就像是一个巨大的基因仓库,里面存储着各种各样的基因。
我们可以根据已知的信息,从这个文库中筛选出我们需要的目的基因。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术就像是一个基因的复印机,能够以极少量的基因片段为模板,快速大量地复制出我们想要的基因。
3、人工合成法如果已知目的基因的核苷酸序列,或者其氨基酸序列,我们可以通过化学方法直接人工合成目的基因。
三、基因表达载体的构建基因表达载体是基因工程的核心部分,它就像是一辆专门运输基因的列车,需要具备多个关键组件。
1、启动子启动子是基因表达的“开关”,它能够控制基因在何时何地开始表达。
2、终止子终止子则是基因表达的“刹车”,告诉基因在何处停止表达。
3、标记基因标记基因就像是一个个小标签,帮助我们筛选出成功导入目的基因的受体细胞。
4、目的基因这是我们最终想要表达的基因片段。
四、将目的基因导入受体细胞1、导入植物细胞(1)农杆菌转化法农杆菌就像是一个天然的基因运输工具,能够将其携带的基因转移到植物细胞中。
(2)基因枪法通过高速的微粒将目的基因直接打入植物细胞。
(3)花粉管通道法利用花粉管通道将目的基因导入植物的受精卵中。
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结基因工程知识点是生物的学科,那么,基因工程知识点总结是小编为大家整理的,在这里跟大家分享一下。
基因工程知识点总结(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(E•coliDNA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。
基因工程2 基因工程的基础知识
来的实验所证明。
2.2.1 DNA复制的起始点和方向
• DNA的两条链在复制起始点(origin)分开形成复制 叉(replication fork),随着复制叉的移动完成 DNA的复制过程。细胞内存在着能识别起始点的特 种蛋白质。
• DNA复制可以朝一个方向,也可以朝两个相反的方
向进行行复制。
• 真核生物染色体DNA的不同位置上有多个复制起
始点,同时开始的双向复制形成多个复制泡或
复制眼。DNA的这种能独立复制的单位称为复制 子。 • 原核DNA 构成一个复制子,而真核DNA有多个复 制子。
2.2.2 DNA复制的要点:
1)复制是半保留的; 2)复制起始于细菌或病毒DNA的特定位置,真核生物有多 个复制起始点; 3)复制可以朝一个方向,也可以双向进行,后者更为常见; 4)复制时,DNA的两条链都从5’端向3’端延伸; 5)复制是半不连续的,前导链连续合成,滞后链不连续合成, 即先合成冈崎片 段,再连接成滞后链; 6)冈崎片段的合成始于一小段RNA引物,该引物以后被 DNA聚合酶I切除,缺口由脱氧核甘酸填补后再与新生的DNA 链相连; 7)复制有多种机制。
碱基的配对规律:A-T, T-A, G-C, C-G。
A和T间构成二个氢键,G和C间构成三个氢键。如果
一条链的碱基顺序已确定,则另一条链必有相对应的碱
基顺序。 DNA是遗传信息的载体,它的核苷酸序列不仅编码 各种蛋白质,并且也与基因表达的调控有关,即它们能 为一些蛋白质因子所识别和结合。现在认为这一过程主
DNA的一级结构: 由A、T、G、C四种脱氧核苷酸通过3’-5’-磷 酸二酯键连接成的线形结构(排列顺序)。
DNA一级结构的意义: • 蕴藏遗传信息 • 决定DNA的二级结构和空间结构
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结一、基因工程的概念基因工程,又称基因拼接技术或 DNA 重组技术,是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外 DNA 重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
简单来说,基因工程就是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。
二、基因工程的工具(一)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)1、来源:主要从原核生物中分离纯化出来。
2、特点: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开。
3、作用结果:产生黏性末端或平末端。
(二)“分子缝合针”——DNA 连接酶1、分类:E·coli DNA 连接酶和 T4DNA 连接酶。
2、作用:将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来。
(三)“分子运输车”——载体1、作用:将目的基因送入受体细胞。
2、具备条件: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,便于筛选。
3、种类:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
其中质粒是基因工程中最常用的载体。
三、基因工程的基本操作程序(一)目的基因的获取1、从基因文库中获取基因文库包括基因组文库和部分基因文库(如 cDNA 文库)。
基因组文库包含了一种生物的全部基因;cDNA 文库只包含了一种生物的部分基因,是由 mRNA 反转录得到的 DNA 组成。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。
原理:DNA 双链复制。
条件:模板 DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定 DNA 聚合酶(Taq 酶)等。
3、人工合成如果基因比较小,核苷酸序列又已知,可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。
(二)基因表达载体的构建(核心步骤)1、目的: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,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
基因工程知识点全
第一章基因工程概述1•什么是基因工程,基因工程的基本流程?基因工程(Genetic engineering )原称遗传工程。
从狭义上讲,基因工程是指将一种或多种生物体(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遗传并表达出新的性状。
因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素。
1. 分离目的基因2•限制酶切目的基因与载体3. 目的基因和载体DNA在体外连接4•将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养5. 选择、筛选含目的基因的克隆6. 培养、观察目的基因的表达第二章基因工程的载体和工具酶1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件?具有对受体细胞的可转移性或亲和性。
具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。
具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点。
具有合适的筛选标记。
分子量小,拷贝数多。
具有安全性。
2. 质粒载体有什么特征,有哪些主要类型?1、自主复制性2、可扩增性3、可转移性4、不相容性主要类型有1.克隆质粒2.测序质粒3.整合质粒4.穿梭质粒5.探针质粒6.表达质粒3. 质粒的构建(1)删除不必要的DNA区域,尽量缩小质粒的分子量,以提高外源DNA片段的装载量。
一般来说,大于20Kb的质粒很难导入受体细胞,而且极不稳定。
(2)灭活某些质粒的编码基因,如促进质粒在细菌种间转移的mob基因,杜绝重组质粒扩散污染环境,保证DNA重组实验的安全,同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因,提高质粒的拷贝数(3 )加入易于识别的选择标记基因,最好是双重或多重标记,便于检测含有重组质粒的受体细胞。
(4)在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的DNA序列,即多克隆接头(Polylinker ),便于多种外源基因的重组,同时删除重复的酶切位点,使其单一化,以便环状质粒分子经酶处理后,只在一处断裂,保证外源基因的准确插入。
(5 )根据外源基因克隆的不同要求,分别加装特殊的基因表达调控元件。
高中生物基因工程知识点总结
高中生物基因工程知识点总结基因工程,作为现代生物技术的核心领域之一,在高中生物课程中占据着重要的地位。
它不仅具有深刻的理论意义,还在农业、医药等众多领域有着广泛的实际应用。
下面我们就来详细梳理一下高中生物中基因工程的相关知识点。
一、基因工程的概念基因工程,又叫基因拼接技术或 DNA 重组技术,是指按照人们的意愿,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,定向地改造生物的遗传性状。
二、基因工程的基本工具1、限制性核酸内切酶(限制酶)限制酶能够识别双链 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开。
它具有特异性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割 DNA 分子。
2、 DNA 连接酶DNA 连接酶的作用是将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来,形成磷酸二酯键。
3、运载体常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
运载体需要具备的条件有: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,便于筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来,也可以用人工的方法合成。
常用的方法有:从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目的基因、通过化学方法人工合成。
2、基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。
基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出 mRNA;终止子是转录终止的信号;标记基因的作用是为了鉴别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。
3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入植物细胞常用的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;导入动物细胞常用的方法是显微注射法;导入微生物细胞常用感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定检测目的基因是否导入受体细胞可以采用 DNA 分子杂交技术;检测目的基因是否转录出 mRNA 可以采用分子杂交技术;检测目的基因是否翻译成蛋白质可以采用抗原抗体杂交技术;还可以进行个体生物学水平的鉴定,比如抗虫或抗病的接种实验。
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结基因工程是现代生物技术的核心领域之一,它为人类带来了前所未有的机遇和挑战。
接下来,让我们一起深入了解基因工程的相关知识点。
一、基因工程的定义和基本原理基因工程,又称重组 DNA 技术,是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外 DNA 重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
其基本原理是基于不同生物的 DNA 都具有相同的化学组成和双螺旋结构,并且遵循相同的碱基互补配对原则。
通过提取目的基因,将其与适当的载体连接形成重组 DNA 分子,然后导入受体细胞,使目的基因在受体细胞中得以表达。
二、基因工程的操作工具(一)“剪刀”——限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶能够识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割 DNA 分子。
它就像一把精准的剪刀,能够在 DNA 链上剪出我们需要的片段。
(二)“针线”——DNA 连接酶DNA 连接酶能将被限制酶切割开的两个 DNA 片段的末端连接起来,从而形成重组 DNA 分子。
(三)“运载体”常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
运载体需要具备多个条件,如能够在宿主细胞中稳定保存并自我复制;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有标记基因,便于重组 DNA 分子的筛选等。
三、基因工程的基本操作程序(一)目的基因的获取获取目的基因的方法有多种,比如从基因文库中获取、利用 PCR技术扩增目的基因以及通过化学方法人工合成等。
(二)基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。
将目的基因与运载体结合,构建基因表达载体,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,同时能够表达和发挥作用。
(三)将目的基因导入受体细胞根据受体细胞的不同,导入的方法也有所不同。
例如,将目的基因导入植物细胞可以采用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等;导入动物细胞常用的方法是显微注射法;导入微生物细胞则通常使用感受态细胞法。
初中生物基因工程知识归纳
初中生物基因工程知识归纳在初中生物学的学习中,基因工程是一个重要的主题。
基因工程是一种将基因从一个生物体移植到另一个生物体中的技术,可以用来改变生物体的遗传特征。
下面是对初中生物基因工程知识的归纳。
一、基因工程的基本概念基因工程是一种通过人为手段修改生物体的基因组的技术,包括基因的克隆、检测和转移等操作。
通过基因工程,可以切割和重组DNA,使得具有特定功能的基因可以被插入到其他生物体的基因组中。
二、基因工程的步骤1.基因的克隆:通过PCR(聚合酶链反应)技术,将要克隆的DNA片段扩增成大量的拷贝。
然后,将这些DNA片段连接到载体DNA上,形成重组DNA分子。
2.重组DNA的转移:通过转化、转染或电击等方法将重组DNA引入受体细胞中,并使其表达所需的基因。
3.基因的表达:经过转化的细胞,通过基因的翻译和转录,可以产生所需的蛋白质或其他基因产物。
三、基因工程的应用领域1.医学领域:基因工程在医学上的应用被称为基因治疗。
通过将正常基因引入患有遗传疾病的患者体内,可以纠正其异常基因,从而治疗疾病。
2.农业领域:基因工程在农业上的应用被称为转基因技术。
通过插入具有抗虫、耐旱或增加产量等特性的基因,可以改良农作物,使其更具抗逆性和产量增加。
3.环境保护领域:基因工程可以应用于污染物的降解和生物修复,在环境保护中发挥重要作用。
四、基因工程的风险与伦理问题尽管基因工程在医学和农业领域有着巨大的潜力,但同时也带来了一些风险和伦理问题。
一方面,基因工程可能导致新的遗传疾病的出现,或者产生不可预测的副作用。
另一方面,基因工程可能引发道德和伦理问题,例如人类克隆和基因改良婴儿等。
五、基因工程的发展前景基因工程的技术和应用正在不断发展,为人类社会带来巨大的变革。
随着基因测序和基因编辑技术的突破,基因工程有望实现个性化治疗、精准农业和环境修复等目标。
然而,基因工程的应用和发展也需要谨慎,必须在科学、技术和伦理方面进行充分的讨论和监管。
基因工程知识点
基因工程知识点基因工程是一门关于生物基因的科学与技术,涉及到生物学、遗传学、分子生物学等多个学科领域。
通过对基因进行分析、修改和重组,基因工程可以改变生物体的遗传信息,从而创造出具有特定性状的新生物体或改良已有的生物体。
1. DNA的复制与修饰基因工程的第一步是对目标基因进行复制和修饰。
在DNA复制中,科学家可以使用聚合酶链反应(PCR)技术来大量复制目标基因。
然后,可以采用限制性内切酶来切割DNA片段,以便进行进一步的修改。
2. DNA的重组与合成基因工程的核心是对DNA分子进行重组和合成,以构建具有特定性状的基因组。
这可以通过DNA重组技术来实现。
该技术利用限制性内切酶将具有相同限制酶切位点的两个DNA分子进行剪切,并通过DNA连接酶将两个分子连接起来形成新的DNA分子。
3. 基因的转导与表达一旦目标基因经过修饰和重组,下一步是将其转导至宿主生物体。
这可以通过多种方法实现,其中最常用的是利用载体。
载体是一种能够稳定传递外源DNA到宿主细胞的工具,例如质粒、病毒等。
一旦外源基因进入宿主细胞,它们将会以不同的方式表达出来,例如转录成RNA、翻译成蛋白质等。
4. 基因工程在医学上的应用基因工程在医学领域有着广泛的应用。
例如,通过基因工程技术,可以合成大量的重组人胰岛素,用于治疗糖尿病。
另外,基因工程还可以用于生产重组疫苗,如乙型肝炎疫苗和人乳头瘤病毒疫苗等。
此外,基因工程还有助于研究遗传病的发病机制,并可能为这些疾病的治疗提供新的策略。
5. 基因工程在农业上的应用基因工程技术在农业领域的应用也非常广泛。
通过基因工程改良作物的抗虫性、抗病性和耐逆性,可以提高农作物的产量和品质,减少农药的使用。
例如,将一些具有抗虫性的基因导入到作物中,可以提高作物抵抗虫害的能力,从而减少农药的使用量。
总结基因工程作为一门复杂而又有前景的学科,为科学家们提供了许多改变生物体的机会。
通过对基因的分析、修改和重组,基因工程可以为人类的健康、农业的发展甚至整个生态环境带来深远的影响。
基因工程知识点全
第一章基因工程概述1、什么就是基因工程,基因工程得基本流程?基因工程(Genetic engineering)原称遗传工程。
从狭义上讲,基因工程就是指将一种或多种生物体(供体)得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,使之按照人们得意愿遗传并表达出新得性状。
因此,供体、受体与载体称为基因工程得三大要素。
1、分离目得基因2、限制酶切目得基因与载体3、目得基因与载体DNA在体外连接4、将重组DNA分子转入合适得宿主细胞,进行扩增培养5、选择、筛选含目得基因得克隆6、培养、观察目得基因得表达第二章基因工程得载体与工具酶1、基因工程载体必须满足哪些基本条件?➢具有对受体细胞得可转移性或亲与性。
➢具有与特定受体细胞相适应得复制位点或整合位点。
➢具有多种单一得核酸内切酶识别切割位点。
➢具有合适得筛选标记。
➢分子量小,拷贝数多。
➢具有安全性。
2、质粒载体有什么特征,有哪些主要类型?1、自主复制性2、可扩增性3、可转移性4、不相容性主要类型有1、克隆质粒2、测序质粒3、整合质粒4、穿梭质粒5、探针质粒6、表达质粒3、质粒得构建(1)删除不必要得 DNA 区域,尽量缩小质粒得分子量,以提高外源 DNA 片段得装载量。
一般来说,大于20Kb 得质粒很难导入受体细胞,而且极不稳定。
(2)灭活某些质粒得编码基因,如促进质粒在细菌种间转移得 mob 基因,杜绝重组质粒扩散污染环境,保证 DNA 重组实验得安全,同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应得基因,提高质粒得拷贝数(3)加入易于识别得选择标记基因,最好就是双重或多重标记,便于检测含有重组质粒得受体细胞。
(4)在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点得 DNA序列,即多克隆接头(Polylinker),便于多种外源基因得重组,同时删除重复得酶切位点,使其单一化,以便环状质粒分子经酶处理后,只在一处断裂,保证外源基因得准确插入。
(5)根据外源基因克隆得不同要求,分别加装特殊得基因表达调控元件。
基因工程知识点归纳
基因工程(习题详见2016天利活页)DNA重组技术的基本工具知识点一基因工程的概念:基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
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DNA重组技术。
注意:对本概念应从以下几个方面理解:知识点二基因工程的基本工具1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)限制性内切酶的来源:主要是从原核生物中分离纯化来的。
(2)限制性内切酶的作用:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。
(3)限制性内切酶的切割方式及结果:①在中心轴线两侧将DNA切开,切口是黏性末端。
②沿着中心轴线切开DNA,切口是平末端。
2.DNA连接酶——“分子缝合针”(1)来源:大肠杆菌、T4噬菌体(2)DNA连接酶的种类:E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。
(3)作用及作用部位:E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键,T4DNA连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。
注意:比较有关的DNA酶(详情见附件)DNA聚合酶:在DNA复制时起作用,将多个脱氧核苷酸催化聚合为脱氧核苷酸链(也就是DNA单链),此时形成的化学键是磷酸二酯键。
DNA解旋酶:在DNA复制或转录时起作用,将DNA的双链解开,作用对象是氢键,使氢键断裂DNA水解酶:在消化道或细胞内起作用,将DNA水解为脱氧核苷酸,作用对象是磷酸二酯键下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶:在DNA修饰过程或基因工程中起作用,将两个DNA片段连接起来,此时形成的化学键是磷酸二酯键。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)分子运载车的种类①质粒:常存在于原核细胞和酵母菌中,是一种分子质量较小的环状的裸露的DNA 分子, 独立于拟核之外。
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基因工程基础知识梳理(二)
三、基因工程的应用
.植物基因工程的成果
提高农作物的_____能力、改良农作物的品质、利用植物生产_____等。
( )抗虫转基因植物
①方法:将_____导入植物体,使其具有抗虫性。
②成果:各种抗虫作物,如抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米等。
③意义:减少_____,降低生产成本,减少环境污染。
④主要杀虫基因:_____、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
( )抗病转基因植物
①方法:将_____导入植物体中,使其具有抗病特性。
②成果:多种抗病作物,如抗病的烟草、小麦、甜椒、番茄等。
③意义:提高作物抗病力,增产。
④主要抗病基因:抗病毒的_____和病毒的复制酶基因;抗真菌的_____ 基因和抗毒素合成基因。
( )抗逆转基因植物
①方法:将_____基因导入植物体,获得抗逆作物。
②成果:多种抗逆植物,如抗盐碱和干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂大豆和玉米等。
③意义:提高作物抗逆能力,稳定高产。
④主要抗逆基因:抗盐碱、抗干旱的_____基因、耐寒的_____基因、抗除草剂基因。
( )利用转基因改良植物的品质
①方法:将优良性状基因导入植物体,获得_____。
②成果:_____含量较高的玉米、耐储存番茄、新花色的矮牵牛。
③意义:改良植物的某些品种。
④主要优良性状基因:_____的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因、与植物花青素代谢有关的基因。
.动物基因工程的成果
( )提高动物的生长速度
①生长基因:外源_____基因。
②成果:转基因绵羊、转基因鲤鱼。
( )改善畜产品的品质
①优良基因:肠_____基因。
②成果:转基因牛乳汁中_____含量少。
( )转基因动物生产药物
①基因来源:药用蛋白基因+乳腺蛋白基因的_____。
②成果:乳腺生物反应器。
( )转基因动物作器官移植的供体
①器官供体:抑制或除去_____。
②成果:利用_____培育没有免疫排斥反应的猪器官。
.基因工程药物
( )来源:转基因_____。
( )成果:_____、抗体、疫苗、激素等。
( )作用:预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、_____、类风湿等疾病。
.基因治疗
( )特点:把 _____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。
( )成果:将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的_____,治疗复合型免疫缺陷症。
( )方法:分为体外基因治疗法和_____基因治疗法。
四、蛋白质工程
.蛋白质工程的崛起
( )实质:将一种生物的_____转移到另一种生物体内,后者产生它本不能产生的蛋白质,从而产生新性状。
( )目的:生产符合人们生活需要的、并非自然界已存在的_____。
( )实例:天冬氨酸激酶和________的活性受细胞内__________的影响,当赖氨酸浓度达到一定量时会抑制这两种酶的活性,改变两种酶的特性后,玉米游离赖氨酸含量提高。
.蛋白质工程原理
( )目的:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计。
( )原理:_______________。
( )过程:预期蛋白质功能→设计_____结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的_____序列(基因)。
.蛋白质工程进展
前景广阔,但目前成功的例子不多。
【答案】
三、 .抗逆药物杀虫基因农药用量 毒蛋白基因抗病基因病毒外壳蛋白基因几丁质酶抗逆渗透压调节抗冻基因优良品质植物赖氨酸提高必需氨基酸含量 .生长激素乳糖酶乳糖启动子抗原决定基因克隆技术
.工程菌淋巴因子糖尿病
.正常基因淋巴细胞体内
四、 .基因蛋白质二氢吡啶二羧酸合成酶赖氨酸浓度
.基因改造预期的蛋白质脱氧核苷酸
高考是我们人生中重要的阶段,我们要学会给高三的自己加油打气。