高中生物基因工程核心知识点

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高中生物选修三基因工程知识点总结

高中生物选修三基因工程知识点总结

高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。

- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。

- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。

- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。

- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。

2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。

- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。

- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。

- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。

3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。

- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。

- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。

- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。

4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。

- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。

- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。

5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。

- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。

生物基因工程知识点总结

生物基因工程知识点总结

生物基因工程知识点总结生物基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质来改变其性状的技术。

它涉及到许多关键的知识点,如下:1. 基因:基因是生物体内控制特定性状的遗传信息单位。

它是DNA分子中的一个特定序列,负责编码产生蛋白质。

2. DNA:脱氧核糖核酸(DNA)是生物体内存储遗传信息的分子。

它由四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)组成的两条螺旋状链结构。

3. 基因表达:基因表达是指基因通过转录和翻译的过程将DNA的遗传信息转化为蛋白质的过程。

4. 转基因:转基因是指将外源基因导入到另一种生物体的基因组中,使其表达新的性状。

转基因技术是生物基因工程的核心。

5. 基因编辑:基因编辑是一种通过直接修改组织或细胞中的基因序列来改变生物体遗传信息的技术。

常用的基因编辑工具包括CRISPR/Cas9、TALENs和ZFNs。

6. 载体:载体是一种用于将外源基因导入到生物体中的工具。

常用的载体包括质粒、病毒和细胞。

7. 克隆:克隆是指通过人工手段复制一个生物个体的基因组。

克隆技术可以用于繁殖优良的动植物品种和疾病模型的制备。

8. 基因检测:基因检测是一种用于检测个体的遗传信息的技术。

它可以用于遗传病的筛查、个体的亲缘关系鉴定和种群遗传学的研究。

9. 合成生物学:合成生物学是一种基于工程原理设计和构建新的生物系统的学科。

它通过组合基因和其他生物部件来设计具有特定功能的新生物体。

10. 生物安全:生物安全是指在进行生物基因工程研究和应用时保护人类和环境的安全。

它包括对实验室条件的控制、对转基因生物体的监管和对风险评估的实施。

以上是生物基因工程的一些主要知识点,它们一起构成了生物基因工程这个学科的基础和核心。

高中生物基因工程考点精选全文完整版

高中生物基因工程考点精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版高中生物基因工程考点基因工程专题在高中生物中处于重要的地位,我们在生物考试时会遇到哪些相关考点?下面店铺给大家带来高中生物基因工程考点,希望对你有帮助。

高中生物基因工程考点1. 作为运载体必须具备的特点是:能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因,便于进行筛选.质粒是基因工程最常用的运载体,它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子.2.基因工程的一般步骤包括: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目的基因的检测和表达.3.重组DNA分子进入受体细胞后,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程.4.区别和理解常用的运载体和常用的受体细胞,目前常用的运载体有:质粒、噬菌体、动植物病毒等,目前常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等.5.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本的遗传信息,达到检测疾病的目的.6.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的.高中生物基因工程知识点(1)基因工程的概念标准概念:在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组细胞在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物.通俗概念:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,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)基因操作的工具A.基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶).①分布:主要在微生物中.②作用特点:特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点.③结果:产生黏性未端(碱基互补配对).B.基因的针线——DNA连接酶.①连接的部位:磷酸二酯键,不是氢键.②结果:两个相同的黏性未端的连接.C.基困的运输工具——运载体①作用:将外源基因送入受体细胞.②具备的条件:a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存.b、具有多个限制酶切点.c、有某些标记基因.③种类:质粒、噬菌体和动植物病毒.④质粒的特点:质粒是基因工程中最常用的运载体.(3)基因操作的基本步骤A.提取目的基因目的基因概念:人们所需要的特定基因,如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等.提取途径:B.目的基因与运载体结合用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体),使其产生相同的黏性末端,将切割下的目的基因与切割后的质粒混合,并加入适量的DNA连接酶,使之形成重组DNA分子(重组质粒)C.将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞D.目的基因检测与表达检测方法如:质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中,如果正常生长,说明细胞中含有重组质粒.表达:受体细胞表现出特定性状,说明目的基因完成了表达过程.如:抗虫棉基因导入棉细胞后,棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等.(4)基因工程的成果和发展前景A.基因工程与医药卫生B.基因工程与农牧业、食品工业C.基因工程与环境保护高中生物基因工程核心知识点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。

高中生物2019人教版基因工程 重点知识无废话

高中生物2019人教版基因工程 重点知识无废话

基因工程知识清单基因工程:通过体外DNA重组和转基因技术,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。

又叫做DNA重组技术。

操作水平:DNA分子水平原理:基因重组1.1 基本工具“分子手术刀”—限制性内切核酸酶(限制酶)“分子缝合针”—DNA连接酶“分子运输车”—载体1、限制酶:限制酶存在于原核生物中的作用:切割进入细胞的外源DNA,有助于抵抗病毒的侵染。

限制酶不切割原核细胞自身DNA的原因:不存在能被识别的特定序列,或相关序列已被修饰,无法识别。

(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。

(2)功能:识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,断开特定部位的磷酸二酯键,具有专一性(特异性)。

(3)结果:产生黏性末端或平末端。

2、DNA连接酶:DNA连接酶与DNA聚合酶的异同: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,二者均作用于磷酸二酯键。

3、载体(1)载体必备的条件: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。

(2)质粒:最常用的载体,裸露的、结构简单的、独立于细菌染拟核之外或真核细胞细胞核之外,具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

(3)其它载体:噬菌体、动植物病毒4.DNA 的粗提取与鉴定1. 粗体取原理: ①DNA 不溶于酒精, 某些蛋白质溶于酒精。

(需要使用预冷的酒精溶液)②DNA 能溶于 2mol/L 的 NaCl 溶液。

2.DNA鉴定原理:DNA 遇二苯胺试剂在沸水加热条件下会呈现蓝色。

1.2 基本操作程序操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建(核心步骤)、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

第一步:目的基因的筛选与获取1.目的基因的筛选方法:从已知结构功能清晰的基因中进行筛选2.目的基因的获取方法:人工合成、PCR技术、从基因文库中获取PCR技术(聚合酶链式反应)(1)原理:DNA半保留复制(2)过程:①变性——90℃双链DNA断开氢键,解聚为单链;②复性——50℃,引物通过碱基互补配对结合到互补单链;③延伸——72℃,四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

高中生物基因工程与蛋白质工程知识点总结

高中生物基因工程与蛋白质工程知识点总结

基因工程与蛋白质工程知识点总结一、基因工程基因工程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。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。

(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。

(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。

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(二)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.原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。

人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。

3.PCR技术扩增目的基因(1)原理:DNA双链复制(2)过程:第一步:加热至90~95 ℃DNA解链;第二步:冷却到55~60 ℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75 ℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

高中生物基因工程核心知识点总结

高中生物基因工程核心知识点总结

高中生物基因工程核心知识点总结
一、生物工程基本概念
1、生物工程:是以生物学知识、生物技术手段,对细胞、微生物、生物分子和其它生物材料进行改造,以及利用工程原理和技术解决或优化生物学问题的学科。

2、分子工程:建立、组装和修饰分子,应用分子的变化来把控和调整生命过程的学科。

3、基因工程:建立、组装和改变基因,应用基因的变化来把控和调整生命过程的学科。

二、基因工程的基本理论和实践
1、基因工程的概念:基因工程是对物种细胞的基因结构进行改变,使细胞依据调控的要求合成想要的物质或达到目的的技术。

2、基因组:基因组指细胞或组织中基因组成的细胞总和,它可以表达出一种物种所拥有的特性并参与各种活动。

3、转基因技术:利用质粒载体从一种生物体中取出基因,放入另一种生物体中,实现基因重组来改变生物遗传特性。

4、基因测序:利用核酸聚合酶酶切基因片段,用多种技术和设备测定其结构,分析基因的种类、数目、排布、重组等相关内容。

5、基因扩增技术:利用催化剂体外实现DNA的复制,改变或增加基因的数量,从而改变功能,调控细胞表达活动,引入新功能。

6、蛋白质工程:合成、结晶和组装蛋白质,改变其结构和性质,以达到改造表型的目的,从而实现新的功能。

高中生物基因相关知识点

高中生物基因相关知识点

高中生物基因相关知识点基因是生物体遗传信息的基本单位,位于染色体上,由DNA分子组成。

在高中生物课程中,基因相关知识点主要包括以下几个方面:1. 基因的定义:基因是具有遗传效应的DNA片段,能够控制生物体的性状。

2. DNA的结构:DNA是双螺旋结构,由两条长链组成,每条链上由核苷酸单元组成,核苷酸包含一个磷酸基团、一个脱氧核糖和一个含氮碱基。

3. 遗传密码:DNA上的碱基序列通过转录过程形成mRNA,mRNA上的碱基序列(密码子)决定蛋白质的氨基酸序列。

4. 基因表达:基因表达包括转录和翻译两个过程。

转录是DNA信息转变成mRNA,翻译是mRNA在核糖体上合成蛋白质。

5. 基因突变:基因突变是指基因序列的改变,可以是碱基的替换、插入或缺失,突变可能导致遗传病或生物的进化。

6. 基因型与表现型:基因型是指个体的遗传组成,而表现型是个体表现出来的性状,表现型由基因型和环境共同决定。

7. 遗传规律:孟德尔遗传定律包括分离定律和独立定律,描述了生物性状遗传的基本规律。

8. 连锁与重组:连锁遗传是指某些基因因为位于同一染色体上而倾向于一起遗传,而基因重组是指在有性生殖过程中,不同染色体上的基因重新组合。

9. 基因工程:基因工程是利用生物技术手段对生物体的基因进行改造,以实现特定的生物学功能或生产特定的产品。

10. 基因组学:基因组学是研究生物体全部基因的科学,包括基因的序列、功能、表达调控等。

11. 基因治疗:基因治疗是一种治疗手段,通过将正常基因导入患者体内,以修复或替换有缺陷的基因,治疗遗传性疾病。

12. 人类基因组计划:人类基因组计划是一项国际性的科学研究项目,旨在完整地确定人类基因组的DNA序列,并识别所有人类基因。

这些知识点构成了高中生物课程中基因相关的主要内容,对于理解生物体的遗传机制和生物多样性具有重要意义。

高中生物选修三基因工程主要知识点

高中生物选修三基因工程主要知识点

高中生物选修三基因工程主要知识点(1.1、1.2)1、基因工程:按照人们的意愿,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。

1、基因工程的三大工具:限制性核酸内切酶—“分子手术刀”;DNA连接酶—“分子缝合针”;基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。

2、限制性核酸内切酶的特点:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

3、限制酶识别序列的特点:反向对称,重复排列。

4、限制酶在原核生物中的作用:切割外源DNA,保护细菌细胞。

5、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子?原核生物本身不含相应特异性序列;对DNA分子进行甲基化修饰。

6、两种常见的DNA连接酶:E·coli DNA连接酶:源自大肠杆菌,只连接黏性末端;T4DNA连接酶:提取自T4噬菌体,两种末端均可连接,连接平末端效率低。

7、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点:都是蛋白质;都能生成3'磷酸二酯键。

不同:前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键,后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上;前者不需要模版,后者需要。

8、载体需要满足的条件:有一到多个限制酶切点;对受体细胞无害;导入基因能在受体细胞内复制和表达;有某些标记基因;分子大小合适。

9、质粒:一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。

10、标记基因的作用: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。

11、三类载体:质粒;λ噬菌体的衍生物;动植物病毒。

12、获取目的基因的方法:说法一:从自然界已有的物种中分体(鸟枪法、反转录法)、用人工的方法合成;说法二:从基因文库中获取(鸟枪法、反转录法)、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。

13、基因库:一个物种中全部个体的全部基因的总和;基因文库: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,个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因;基因组文库:含有某种生物全部基因的基因文库;部分基因文库:只含有一种生物部分基因的基因文库;cDNA文库:用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中。

高中生物基因工程知识点框架

高中生物基因工程知识点框架

高中生物基因工程知识点框架高中生物基因工程知识点框架杂高中生物中,我们会接触到基因工程这个知识点,基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。

下面是店铺为大家整理的高中生物必备的知识点归纳,希望对大家有用!高中生物基因工程知识点框架1植物组织培养1、菊花组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。

2、常用的培养基是MS培养基:主要成分包括:大量元素:N、P、K、Ca、Mg、S;微量元素:B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co;有机物:如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及蔗糖等,常常还要添加植物激素。

3、生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。

1)按照不同的顺序使用,会得到不同的实验结果。

①先使用生长素,后使用细胞分裂素:有利于细胞分裂,但细胞不分化;②先使用细胞分裂素,后使用生长素:细胞既分裂也分化。

③同时使用:分化频率提高。

2)两者用量的比例影响细胞的发育方向:4、花粉是单倍体的生殖细胞,花粉的发育要经历小孢子四分体时期,单核期和双核期等阶段。

5、通过花药培养产生花粉植株(单倍体植株)一般有两种途径:究竟是哪种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

6、影响花药培养的因素:材料的选择和培养基的组成,此外,亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等都有影响。

7、月季的花药培养一般选初花期,并且选择单核期的花粉。

选择花药时,一般通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期。

确定花粉发育时期的常用方法:醋酸洋红法,某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青——铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。

高中生物基因工程知识点框架2细胞的增殖一、植物细胞有丝分裂各期的主要特点:1、分裂间期特点:完成DNA的复制和有关蛋白质的合成;结果:每个染色体都形成两个姐妹染色单体,呈染色质形态。

2、前期特点:①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失;染色体特点:①染色体散乱地分布在细胞中心附近②每个染色体都有两条姐妹染色单体。

基因工程技术与应用知识点

基因工程技术与应用知识点

基因工程技术与应用知识点
1.基因工程技术的原理
基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种中剪切并插入到另一个物种
的DNA中。

首先,需要获得目标基因的DNA序列,然后通过PCR扩增得到
足够多的目标基因的DNA片段。

接下来,将目标基因的DNA片段与质粒进
行连接,形成重组质粒。

最后,将重组质粒导入宿主细胞中,使其进行复
制和表达。

这样,目标基因就被克隆到宿主细胞的基因组中。

转基因是指利用基因工程技术将外源基因导入目标细胞中,使其产生
新的功能或性状。

转基因主要通过两种方法实现:直接注射外源基因或利
用载体导入外源基因。

直接注射外源基因常用于转基因动物的制作,而利
用载体导入外源基因则常用于转基因植物的制作。

通过转基因技术,可以
实现农作物的抗虫、抗病、抗逆性增强,以及工业酶的大规模生产等。

2.基因工程技术的应用
农业领域:基因工程技术可以用于农作物的抗虫、抗病和抗逆性提高
等方面。

通过转基因技术,可以使植物表达抗虫蛋白,减少对农药的依赖;也可以导入外源基因,增强植物的抗逆性,使其在恶劣环境下仍能正常生长。

工业领域:基因工程技术可以用于工业酶的生产,如乳酸菌发酵生产
乳酸。

此外,基因工程还可以用于生物燃料的生产,如利用转基因酵母生
产乙醇。

高中生物基因工程知识点归纳

高中生物基因工程知识点归纳

高中生物基因工程知识点归纳
以下是高中生物中与基因工程相关的一些知识点归纳:
1. DNA结构与功能:了解DNA的双螺旋结构、碱基配对规则和DNA的复制过程。

2. 基因与基因表达:了解基因的定义、基因组的组成和基因的表达调控机制,包括转录和翻译。

3. 重组DNA技术:理解重组DNA技术的基本原理和操作步骤,如限制性内切酶、DNA连接酶和DNA电泳。

4. 基因克隆:了解基因克隆的过程和方法,包括构建重组DNA、载体选择、转化和筛选等步骤。

5. 基因转导:了解基因转导的原理和应用,包括病毒载体、质粒转染和基因枪等技术。

6. 基因编辑:了解基因编辑技术,如CRISPR-Cas9系统的原理和应用,以及其在基因治疗和基础研究中的潜在应用。

7. 转基因生物:了解转基因生物的概念、制备方法和应用,以及转基因植物和转基因动物在农业和生物医学领域的应用。

8. 伦理和安全问题:了解基因工程研究和应用中涉及的伦理和安全问题,如风险评估、知情同意和监管政策等。

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

高中生物基因工程知识点总结一、基因工程1、基因工程:通过诱导、控制、修饰和组装酶分子改造生物的技术手段,即基因工程。

2、基因是什么:基因是DNA(deoxyribonucleic acid)在调控生物表达的功能单位,它是细胞在传递遗传信息的实体,也是遗传的核心物质。

它决定着生物体的各种性状特征。

3、基因的分类:基因可以按照性质和功能分为结构基因、调控基因和其他基因。

4、基因工程改造方法:基因工程技术有多种,包括基因重组技术、克隆技术、突变技术、转基因技术和增幅技术等。

二、基因工程在实验室中应用1、基因工程在实验室中的应用:基因工程技术在实验室中的应用大大提高了有关生命科学研究的准确性和灵敏度,广泛应用于药物研发、蛋白质检测、临床诊断等领域。

2、基因芯片:基因芯片是一种微小的电子设备,它可以通过在芯片上安装的特定探针来检测特定基因的表达情况或者其他特征。

这种技术可以用来快速检测病毒、细菌等多种病原体,也可以用来研究和监测人体疾病的进展情况。

3、基因测序:DNA测序技术是利用数字技术对准确确定和分析DNA序列的一种技术。

它可以用来检测基因组DNA的结构、查找靶基因和生物多样性、研究基因变异和肿瘤等。

4、基因合成:基因合成技术是以整合DNA的方式制造新的蛋白质的技术,它是把细菌、哺乳动物等常用基因以指定的比例混合在一起。

三、基因工程的发展1、基因工程的发展趋势:基因工程的发展将继续走向优化、分析和精细化。

将进一步提升对生命系统的认识,并能更好地利用基因信息提高生物系统的性能。

2、基因工程的应用场景:基因工程可用于转基因作物的研发、制药新药研发、生物燃料的生物柴油等方面的开发应用,还可以进行生命科学的深入研究,探索新的生物机理。

3、基因工程的未来发展:基因工程技术将在药物研发、医疗诊断、育种良种、食品检测、农药残留和农作物耐药性等方面获得更大的应用,发挥更大的作用,更好地促进人类健康。

2019人教版高中生物必修三基因工程的核心知识点总结

2019人教版高中生物必修三基因工程的核心知识点总结

2019人教版高中生物必修三基因工程的核心知识点总结专题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,通过体外DNA重组和转基因技术,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。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。

(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。

(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。

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(二)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.原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。

人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。

3.PCR技术扩增目的基因(1)原理:DNA双链复制(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

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

高中生物基因工程知识点总结基因工程是一门研究基因的组成、结构、功能以及其在生物体内的表达和调控的学科。

它是通过对DNA(脱氧核糖核酸)的操作和改变来实现人为干预基因,从而改变生物个体的性状、性质或者生物体的功能组成。

下面是对高中生物基因工程相关知识点的总结:一、基因工程的基本原理基因工程的基本原理包括以下内容:1. DNA的重组技术DNA的重组技术是基因工程的核心。

通过DNA的复制、切割、连接等操作,可以将来自不同生物体的DNA片段组合成一个新的DNA 片段,从而改变生物体的遗传特性。

2. 载体的选择和构建在基因工程中,常使用载体来携带外源基因。

载体可以是质粒、噬菌体或者人工合成的DNA片段。

选择合适的载体可以提高基因转移效率和表达水平。

3. DNA的放大和扩增DNA的放大和扩增是基因工程研究的重要手段。

常用的方法有聚合酶链式反应(PCR)和基于细菌的DNA复制。

二、基因工程的应用领域基因工程在许多领域都有广泛的应用,包括以下几个方面:1. 农业领域基因工程可以用于农作物的遗传改良,包括抗病虫害、耐逆性增强、提高产量等。

通过插入外源基因,农作物可以获得新的性状,提供更好的经济效益和环境适应性。

2. 医学领域基因工程在医学领域有广泛的应用,包括基因诊断、基因治疗和药物研发等。

通过基因工程技术,可以识别疾病相关基因,研发新的治疗方法,并生产高效的药物。

3. 环境保护领域基因工程可以用于环境保护和生态修复。

通过改变微生物的代谢能力,可以使其降解有害物质,减少污染物的残留。

4. 工业领域基因工程可以用于工业酶的生产和代谢工程。

利用转基因微生物制备工业酶,可以提高生产效率和质量。

三、基因工程的伦理和风险基因工程的发展也带来了一些伦理和风险问题:1. 生物安全基因工程研究中,外源基因的插入和转移可能会导致新的生物安全问题。

需要加强对转基因生物体的风险评估和管理。

2. 遗传信息的隐私基因工程研究需要大量的个体基因信息,如何保护个体基因信息隐私成为一个重要议题。

高中基因工程总结的知识点

高中基因工程总结的知识点

高中基因工程总结的知识点
一、基因工程
1、什么是基因工程
基因工程是指将一种生物体的基因插入另一种生物体,从而改变另一种生物体的性状,利用它们来改造和改变生物物种的一种技术。

2、基因工程的意义
基因工程可以帮助人们改善现有的农作物品种,以便获得更高的产量;同时也能够生产药物,如胰岛素,以治疗糖尿病等疾病。

3、基因工程的基本步骤
(1)获取基因序列:科学家首先获取目标基因的结构特征,以
及基因的排列顺序;
(2)构建基因组:科学家将基因拆分为多个碱基对,构建基因组;
(3)转化:将基因注入受体生物体,使之获得新的基因;
(4)表达:把插入的基因转录成mRNA,再转录成蛋白质,从而在受体生物体内表达出新的基因。

二、遗传工程
1、什么是遗传工程
遗传工程是通过改变某一物种的基因组结构而获得意想不到的
新突变,并利用这些突变来改良物种的一种技术。

2、遗传工程的意义
遗传工程可以帮助人们改良农作物品种,提高农作物的生长效率;
同时也可以用于育种,改良家禽种类,以提高食品的品质。

3、遗传工程的基本步骤
(1)获取基因:科学家首先获取和研究目标物种中的基因;
(2)基因分离:将基因拆分为多个碱基对,构建基因组;
(3)基因转移:将基因转移到另一物种中,进行基因转换;
(4)效果评估:使用遗传分析和实验测试,评估遗传工程所产生的效果。

高中生物选修三《基因工程》知识点归纳

高中生物选修三《基因工程》知识点归纳

高中生物选修三《基因工程》知识点归纳1. 遗传工程:狭义:基因工程广义:把一种生物的遗传物质移到另一种生物的细胞中。

2. 基因工程的核心是构建重组DNA分子。

3. 基因工程诞生的理论基础:DNA是生物遗传物质的发现,DNA双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。

4. 实施基因工程的条件:工具酶(限制性内切酶、连接酶、聚合酶) 目的基因:基因载体:要求:①能自我复制。

②含限制性内切酶位点。

③含筛选标记(一般为抗性基因)。

④能启动外源目的基因的转录、翻译。

⑤在细菌中,质粒有较高的拷贝数与稳定性。

受体细胞:微生物、动植物细胞(用氯化钙处理大肠杆菌可增加其细胞壁通透性,方便重组质粒进入。

)5. 基因工程的工具:①限制性核算内切酶可作为切割DNA分子的手术刀,使DNA重组成为可能②DNA连接酶具有缝合DNA的作用,可以将外源基因和载体DNA连接在一起。

③载体:最常见的载体为大肠杆菌质粒,质粒常含抗生素抗性基因。

(质粒是能自主复制的双链环状DNA,在细菌中独立于染色体存在的特殊遗传物质)。

除常用细菌和酵母的质粒外,改造和修饰后的噬菌体和病毒DNA均可作为基因载体。

向双子叶植物导入基因时,常用土壤农杆菌的Ti质粒。

6. 基因工程的基本操作步骤:目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA 导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞、目的基因的表达。

7. 获得目的基因的方法:若化学序列已知,则可用化学方法合成目的基因或用PCR扩增目的基因。

若序列未知,则应建立包含目的基因的基因文库后,从中寻找。

8. 转基因植物解决了传统育种中远缘亲本难以杂交的缺陷,并可以定向的改变植物的性状。

9. 基因工程在医药工业和医学领域的应用主要包括基因工程药物和基因治疗。

10. 基因工程药物有胰岛素,干扰素(病毒入侵细胞后产生的糖蛋白,有抗病毒,抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能,是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物),乙型肝炎疫苗等。

11. 基因治疗是向目标细胞中引入正常功能的基因,以纠正或补偿基因的缺陷,达到治疗的目的。

高中生物选修三基因工程常考知识点归纳

高中生物选修三基因工程常考知识点归纳

1.基因工程的概念(1)供体:提供目的基因。

(2)操作环境:体外。

(3)操作水平:分子水平。

(4)原理:基因重组。

(5)受体:表达目的基因。

(6)本质:性状在受体体内的表达。

(7)优点:克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。

2.基础理论和技术的发展催生了基因工程(1)20世纪中叶,基础理论取得了重大突破①DNA是遗传物质的证明:1944年,艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验,不仅证明了生物的遗传物质是DNA,还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。

艾弗里等人的工作可以说是基因工程的先导。

②DNA双螺旋结构和中心法则的确立:1953年,沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。

1958年,梅塞尔松和斯塔尔用实验证明DNA的半保留复制。

随后不久确立的中心法则,解开了DNA复制、转录和翻译过程之谜,阐明了遗传信息流动的方向。

③遗传密码的破译:1963年,尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。

1966年,霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。

这些成果不仅使人们认识到,自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码,而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。

(2)技术发明使基因工程的实施成为可能①基因转移载体的发现:1967年,罗思和赫林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力,并可以在细菌细胞间转移,这一发现为基因转移找到了一种运载工具。

②工具酶的发现:1970年,阿尔伯、内森斯、史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶(简称限制酶)后,20世纪70年代初相继发现了多种限制酶和连接酶,以及逆转录酶,这些发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。

③DNA合成和测序技术的发明:自1965年,桑格发明氨基酸序列分析技术后,1977年,科学家又发明了DNA序列分析的方法,为基因序列图的绘制提供了可能,之后,DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子量DNA基因的获得提供了方便。

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基因工程核心知识点一、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,通过体外DNA重组和转基因技术,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。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。

(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。

(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。

*比较有关的DNA酶(1)DNA水解酶:能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸,彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基(2)DNA解旋酶:能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链,作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。

注意:使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外,在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下,也可使DNA解旋。

(3)DNA聚合酶:能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。

(4)DNA连接酶:是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。

注意比较DNA聚合酶和DNA 连接酶的异同点。

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【解题技巧】(1)限制酶是一类酶,而不是一种酶。

(2)限制酶的成分为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强酸或强碱均易使之变性失活。

(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。

(4)获取一个目的基因需限制酶剪切两次,共产生4个黏性末端或平末端。

(5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同,同一个DNA分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同。

(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外,不能破坏标记基因,以便于进行检测。

(二)基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的获取1.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因,目前被广泛提取使用的目的基因有:苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因(抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。

2.获得目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因:基本概念的理解:①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将某种生物体内的DNA全部提取出来,选用适当的限制酶,将DNA切成一定范围大小的DNA 片段,然后将这些片段分别与载体连接起来,导入受体菌的群体中储存,每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。

这个群体包含了这种生物的所有基因。

这种基因文库叫基因组文库。

③有些基因文库比较小,只包含了一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,如cDNA文库(用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA(也叫cDNA)片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群体叫做这种生物cDNA文库。

)怎样提取:根据目的基因有关信息,例如,根据基因的核苷酸序列,基因的功能,基因在染色体的位置,基因的转录产物mRNA以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。

⑵利用PCR技术扩增目的基因:原理:DNA双链复制的基本原理前提:一段已知目的基因的核苷酸序列,根据这一序列合成引物。

条件:a..四种脱氧核苷酸b.DNA的两条链为模板c.热稳定DNA聚合酶(Taq酶)d.一对引物(一小段单链DNA或RNA,一般20~30个碱基,能与DNA母链的一段碱基序列互补配对)e.温度控制和缓冲液PCR技术扩增过程:a、DNA变性(90℃-95℃):双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNAb、复性(55℃-60℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链c、延伸(70℃-75℃):在Taq酶的作用下,从引物的5′端→3′端延伸,合成与模板互补的DNA链⑶人工合成:①反转录法:以目的基因转录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需的基因。

目的基因转录成的mRNA 逆转录出单链DNA 碱基互补配对双链DNA(目的基因)②根据已知的氨基酸序列合成DNA法:蛋白质中氨基酸的序列推测 mRNA中的碱基序列推测 DNA碱基序列目的基因化学方法合成目的基因第二步:基因表达载体的构建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: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。

(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.常用的转化方法:将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。

将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。

此方法的受体细胞多是受精卵。

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DNA分子,完成转化过程。

3.重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。

第四步:目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术。

2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交。

3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交。

4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。

如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

(三)基因工程的应用植物基因工程:主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)以及改良作物的品质和利用植物生产药物等方面。

(1)、抗虫转基因植物目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因,将其导入作物中,使其具有抗虫性。

用于杀虫的基因主要是 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。

(2)、抗病转基因植物引起植物生病的微生物称为病原微生物,主要有病毒、真菌和细菌等。

抗病转基因植物所采用的基因使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因;抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。

(3)抗逆转基因植物目前科学家利用一些可以调节细胞渗透压得基因的基因,来提高农作物的抗盐碱和抗干旱能力;将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草和番茄,提高其耐寒能力;将抗除草剂基因导入作物,使作物抗除草剂。

(4)利用转基因改良植物品质利用转基因技术可以提高生物中的必需氨基酸的含量(如富含赖氨酸的转基因玉米转入的是富含赖氨酸的蛋白质编码基因)、延长贮存时间、改变花色等,从而提高作物品质。

动物基因工程:提高动物的生长速度——转入外源生长素基因改善畜产品的品质—--将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使奶牛分泌的乳汁中乳糖含量大大境地而其他营养成分不受影响。

转基因动物生产药物—--将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等填空组件重组在一起,通过纤维注射法导入哺乳动物受精卵中进而发育成转基因动物,如从乳汁中提取药物的乳腺生物反应器或乳房生物反应器,表达的药物如抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等。

转基因动物作为器官移植的供体---猪油内脏构造与人相似且隐藏的病毒较少,科学家试图用猪来解决人类器官的来源。

目前做大的问题是免疫排斥,解决办法是将器官供体基因组导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,再结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。

基因工程药物利用转基因工程菌生产药物如细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

这些药物用来预防和治疗肿瘤。

心血管疾病。

传染病、糖尿病等。

蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。

(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)蛋白质工程的途径是:预测蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

蛋白质工程在基因工程的基础上,是第二代基因工程。

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