中国农业大学《基因工程》
中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合
中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合(适合本科生园艺专业期末复习!)名词解释1、育种通过遗传组成的改良获得更利于栽培与利用的优良品种并进一步进行良繁与推广2、育种学是研究选育和繁殖优良品种的原理和方法的应用学科。
3、品种(,简.)是在一定的生态和经济条件下,通过人工选育或者发现并经过改良,具备特异性、一致性和稳定性,在一定时间内符合生产和消费的需求,并有适当命名的植物群体。
3、新品种指经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发,具备新颖性、特异性、一致性和稳定性并有适当命名的植物品种。
4、生物产量和经济产量生物产量是指单位面积和一定时间内作物全部光合产物的收获量。
而经济产量指同一时间内,单位面积上作物可以作为商品利用的部分的收获量。
5、种质指决定生物的性状,并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质,在遗传学上称为基因。
种质是客观存在的实体,其表现形式可能是种、品种、植株、种子、枝条、细胞、片段等。
6、种质资源携带有不同种质的各种栽培植物及其近缘种和野生种,也称遗传资源和基因资源。
7、生物多样性生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
8、遗传多样性广义的遗传多样性是指生物所携带遗传信息的总和,也称基因多样性。
狭义的遗传多样性是指生物内基因的遗传变异。
9、物种多样性地球上生物种类的丰富程度,是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标,包括区域生物多样性(一定区域内物种的丰富程度)和群落生物多样性(群落内物种的丰富程度)10、生态系统多样性地球上生态系统的组成、功能及生态过程的多样性,包括生境,生物群落,生态过程多样性。
11、核心种质选择全部种质资源的一部分,以最小的资源份数和遗传重复,最大程度地代表全部种质资源的多样性。
12、种质创新通过人工手段,创造含有特定有益基因或基因组合,满足人们特定需求的新材料的过程。
基因工程课后习题答案
基因工程课后习题答案基因工程课后习题答案基因工程是一门涉及生物学、遗传学和生物技术的综合学科,它的发展和应用在医学、农业、环境保护等领域具有重要意义。
在学习基因工程的过程中,我们常常会遇到一些习题,下面是一些常见的基因工程课后习题及其答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是基因工程?基因工程是利用生物技术手段对生物体的基因进行操作和改变的过程。
它包括了基因的克隆、重组、转染和编辑等技术,旨在实现对基因组的精确控制和改造。
2. 请简要介绍基因克隆的步骤。
基因克隆是指将感兴趣的基因从一个生物体中复制并插入到另一个生物体中的过程。
其步骤主要包括:DNA提取、DNA片段的切割、载体DNA的准备、DNA片段的连接、转化和筛选等。
3. 什么是重组DNA技术?重组DNA技术是指将来自不同生物体的DNA片段进行切割,然后通过连接酶将其重新组合成新的DNA分子的过程。
重组DNA技术的应用广泛,可以用于基因克隆、基因表达、基因治疗等领域。
4. 请简要介绍PCR技术。
PCR(聚合酶链反应)是一种体外扩增DNA的技术。
它通过不断重复DNA的变性、退火和延伸等步骤,可以在短时间内大量复制目标DNA序列。
PCR技术在基因工程中被广泛应用于基因克隆、基因检测和DNA测序等方面。
5. 什么是基因编辑技术?基因编辑技术是指通过直接对基因组进行修改,实现对目标基因的精确编辑和改造的技术。
目前最常用的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统,它可以实现高效、精确和经济的基因编辑,对于研究基因功能和治疗基因相关疾病具有重要意义。
6. 基因工程在医学领域有哪些应用?基因工程在医学领域的应用非常广泛,包括基因治疗、药物生产、疫苗研发等方面。
例如,通过基因工程可以将治疗性基因导入患者体内,用于治疗遗传性疾病和癌症等疾病;还可以利用基因工程技术生产重组蛋白药物,如胰岛素和生长激素等。
7. 基因工程在农业领域有哪些应用?基因工程在农业领域的应用主要包括转基因作物的培育和农业有害生物的控制。
基因工程及其应用
B
ABC
4、(多选题)如图,下列有关酶功能 的叙述中,正确的是 a
A.切断a处的酶为限制性内切酶 B.连接a处的酶为DNA连接酶 C.切断b处的酶为解旋酶 D.连接b处的酶为RNA聚合酶
b
5、(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊 合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是 A.该技术导致生物定向变异 B.DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端碱基 对连接起来 C.蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供 材料 D.受精卵是理想的受体
我国生产的部分胰岛素产品
我国生产的部分基因工程药物和疫苗
乙肝疫苗
3、环境保护
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种 污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类, 用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石 油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、 镉等重金属,分解DDT等毒害物质。
ACD
将合成的胰岛素基因 导入大肠杆菌,每2000L 培养液就能产生100g胰岛 素!使其价格降低了30%50%!
干扰素治疗病毒感染简直是 “万能灵药”!过去从人血中 提取,300L血才提取1mg!其 “珍贵”程度自不用多说。
人造血液及其生产
人造血液、白细胞 介素、乙肝疫苗等通 过基因工程实现工业 化生产,均为解除人 类的病苦,提高人类 的健康水平发挥了重 大的作用。
T
A
G T
C C G G A A T T
设想
能否让热带斑 马鱼也能发光?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
基因“嫁接”
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 通俗的说,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,定向地改造生物的遗传性状。 原理:基因重组 操作水平:DNA分子水平 操作环境:生物体外 结果:定向地改造生物的性状,获得人类所需 要的品种。
新课标高中生物教师用书选修三教材教案
新课标⾼中⽣物教师⽤书选修三教材教案新课标⼈教版【必修123】【选修123】教师⽤书汇总选修3现代⽣物科技专题教师教学⽤书致教师专题1基因⼯程1.1DNA重组技术的基本⼯具1.2基因⼯程的基本操作程序1.3基因⼯程的应⽤1.4蛋⽩质⼯程的崛起前沿动态DNA重组技术的基本⼯具教学案例专题2细胞⼯程2.1植物细胞⼯程2.2动物细胞⼯程前沿动态动物细胞融合与单克隆抗体教学案例专题3胚胎⼯程3.1体内受精和早期胚胎发育3.2体外受精和早期胚胎培养3.3胚胎⼯程的应⽤及前景前沿动态胚胎移植教学案例专题4⽣物技术的安全性和伦理问题4.1转基因⽣物的安全性4.2⽣物技术的伦理问题4.3禁⽌⽣物武器转基因⽣物的安全性教学案例转基因⽣物的安全性教学设计专题5⽣态⼯程5.1⽣态⼯程的基本原理5.2⽣态⼯程的实例和发展前景前沿动态教学案例致教师新的普通⾼中课程⽅案规定的培养⽬标、课程结构、课程内容、课程的实施与评价,都在实验之中,需要课程⼯作者、教材编著者、校长和教师,还有莘莘学⼦的共同努⼒,其中,教师的⾟勤耕耘,更是实验成功的关键。
《普通⾼中课程⽅案(实验)》就课程内容的选择提出了三个原则:时代性、基础性和选择性。
根据这些原则,《普通⾼中⽣物课程标准(实验)》在课程设计思路中指出:“选修模块是为了满⾜学⽣多样化的需要⽽设计的,有助于拓展学⽣的⽣物科技视野、增进学⽣对⽣物科技与社会关系的理解、提⾼学⽣的实践和探究能⼒。
”在介绍“选修3:现代⽣物科技专题”时,进⼀步指出:“以专题形式介绍了现代⽣物科学技术⼀些重要领域的研究热点、发展趋势和应⽤前景,以开拓学⽣的视野、增强学⽣的科技意识,为学⽣进⼀步学习⽣物科学类专业奠定基础。
”这是⼀些颇为讲究的规定性话语,特别是具体到本模块,起着教学定位的作⽤,⼤家可以细细体味。
⼤致地说,是⼴阔性与有限性的统⼀;是基础性与发展性的统⼀,我们将在后⾯的介绍中进⼀步展开。
以下将分三个⽅⾯和⽼师们交流,这三个⽅⾯依次是:学⽣学习本模块的意义和价值;本模块教学内容的设计思路和呈现⽅式;本模块的教学建议。
大学基因工程复习归纳重点复习资料
基因工程复习归纳第一章绪论1.基因工程的定义:是指按照人们的愿望,经过严密的设计,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/宿主)内,使之按照人们的意愿稳定遗传、并表达出新的性状的技术。
2.基因工程概念的发展:遗传工程→DNA重组技术→分子/基因克隆(Molecular/Gene→基因工程→基因操作。
应用领域以“基因工程”、“DNA重组”为主基因工程基因工程的历史性事件1973:Boyer和Cohen建立DNA重组技术1978:Genetech公司在大肠杆菌中表达出胰岛素1982:世界上第一个基因工程药物重组人胰岛素上市1988:PCR技术诞生1989:我国第一个基因工程药物rhIFNα1b上市2003: 世界上第一个基因治疗药物重组腺病毒-p53上市3.基因工程的三大关键元件基因(供体):外源基因、目的基因载体:能将外源基因带入受体细胞,并能稳定遗传的DNA分子(克隆载体、表达载体)。
宿主(受体):,能摄取外源DNA、并能使其稳定维持的细胞(组织、器官或个体)。
4.基因工程的基本步骤(切、接、转、增、检(大肠杆菌是中心角色)(1)目的基因的获取:从复杂的生物基因组中,经过酶切消化或PCR扩增等步骤,分离出带有目的基因的DNA片断。
(2)重组体的制备:将目的基因的DNA片断插入到能自我复制并带有选择性标记(抗菌素抗性)的载体分子上。
(3)重组体的转化:将重组体(载体)转入适当的受体细胞中。
(4)克隆鉴定:挑选转化成功的细胞克隆(含有目的基因)。
(5)目的基因表达:使导入寄主细胞的目的基因表达出我们所需要的基因产物。
第二章 DNA重组克隆的单元操作一、用于核酸操作的工具酶1.限制性核酸内切酶(主要存在于原核细菌中,帮助细菌限制外来DNA的入侵)。
限制性核酸内切酶的功能与类型其中II型限制性核酸内切酶:切割位点专一,适于DNA重组,是DNA重组中最常用工具酶。
第18讲 基因工程(讲义)原卷版
第18讲 基因工程考点01 基因工程★ 考向1 基因工程的理论基础1、基因工程的理论基础2、基因工程的基本操作程序(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建: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,启动子在基因的首段,它是RNA 聚合酶的结合位点,能控制着转录的外源基因在受体细胞内表达理论 基础 ①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位。
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。
重组DNA : 载体+目的基因 复制转录 RNA 翻译 蛋白质基因拼接 ①DNA 的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。
②DNA 分子都遵循碱基互补配对原则。
③双链DNA 分子的空间结构都是双螺旋结构。
开始;终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样,将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定。
分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术,个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
易错警示:辨析农杆菌转化法中的两次拼接与两次导入(1)两次拼接:第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA中;第二次拼接指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上。
(2)两次导入:第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌;第二次导入是将含目的基因的T-DNA导入受体细胞。
3、DNA的粗提取与鉴定(1)原理:利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。
中国农业科学院2017年博士研究生入学考试部分参考书目
还有农科院、农大、浙江大学等)分子生物学往年考博试题(2021整理)
中科院2002年分子遗传学〔博士〕注:1、A卷考生必须答复以下5题,每题20分。
B卷考生任选四题答复,每题25分。
一、请举出细胞中的各种RNA分子的名称、特征和功能。
如何从RNA动身开展功能基因组的研究。
二、真核生物的基因表达操纵〔controlofgeneexpression〕和信号传导〔signaltransduction〕有紧密的关系,请举出一个你熟悉的例子分不讲明这两个概念的含义及其联系。
三、目前差不多有一些现成的软件用来猜测基因组全序列中的基因。
为了设计这些软件,你觉得哪些关于基因和基因组的分子遗传学知识是必须的?请讲明理由。
四、在真核生物中转座子能够分为几种类型?请分述每种类型的结构和特征。
如何利用转座子进行分子遗传学的研究和功能基因组的研究。
五、自从克隆的多利羊诞生以来,报界经常传播所谓克隆动物的缺陷,有一种讲法是克隆动物会早衰,有人推测早衰的缘故可能是:〔1〕被克隆的体细胞核的染色体端粒变短或〔2〕被克隆的体细胞核的基因表达程序差不多处在发育上成熟的时期。
现在请你从染色体DNA 复制的角度作支持第〔1〕种可能的阐述,并从基因表达调控的角度做反对第〔2〕中可能的阐述。
中国海洋大学博士进学考试试题分子生物学2002年名词解释:基因组学基因组大小基因组复杂度基因表达正操纵顺势调控元件开放阅读框架基因芯片内含子肽核酸内含肽咨询答题:1、表达遗传中心法那么,目前在用的重要分子生物学技术有哪些?请用中心法那么解释这些技术的工作原理。
2、基因全然结构如何?〔即含有基因的DNA区域具有什么结构能使基因遗传信息传递给蛋白质?〕3、什么是遗传变异?变异的实质是什么?现在使用的分子标记系统各利用了哪些变异?基本上如何利用的?4、用哪些方法能够获得一段DNA的大量拷贝?分子克隆是获得大量拷贝的技术之一。
请对历史上使用过的和目前仍在使用的分子克隆载体做评述〔描述特点,对比异同〕5、DNA测序的方法是什么?目前在用的方法和原始方法有什么不同?有一段100千碱基对的DNA片断〔没有重复区段〕,请设计最正确测序策略。
中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合
中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合(适合本科生园艺专业期末复习!)名词解释1、育种通过遗传组成的改良获得更利于栽培与利用的优良品种并进一步进行良繁与推广2、育种学是研究选育和繁殖优良品种的原理和方法的应用学科。
3、品种(Cultivar,简cv.)是在一定的生态和经济条件下,通过人工选育或者发现并经过改良,具备特异性、一致性和稳定性,在一定时间内符合生产和消费的需求,并有适当命名的植物群体。
3、新品种指经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发,具备新颖性、特异性、一致性和稳定性并有适当命名的植物品种。
4、生物产量和经济产量生物产量是指单位面积和一定时间内作物全部光合产物的收获量。
而经济产量指同一时间内,单位面积上作物可以作为商品利用的部分的收获量。
5、种质指决定生物的性状,并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质,在遗传学上称为基因。
种质是客观存在的实体,其表现形式可能是种、品种、植株、种子、枝条、细胞、DNA片段等。
6、种质资源携带有不同种质的各种栽培植物及其近缘种和野生种,也称遗传资源和基因资源。
7、生物多样性生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
8、遗传多样性广义的遗传多样性是指生物所携带遗传信息的总和,也称基因多样性。
狭义的遗传多样性是指生物内基因的遗传变异。
9、物种多样性地球上生物种类的丰富程度,是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标,包括区域生物多样性(一定区域内物种的丰富程度)和群落生物多样性(群落内物种的丰富程度)10、生态系统多样性地球上生态系统的组成、功能及生态过程的多样性,包括生境,生物群落,生态过程多样性。
11、核心种质选择全部种质资源的一部分,以最小的资源份数和遗传重复,最大程度地代表全部种质资源的多样性。
12、种质创新通过人工手段,创造含有特定有益基因或基因组合,满足人们特定需求的新材料的过程。
基因工程在水稻育种中的应用研究进展_张桂莲
基因工程在水稻育种中的应用研究进展张桂莲,陈立云(湖南农业大学水稻科学研究所,长沙,410128)摘 要:随着生物工程技术的发展,基因转化技术日趋成熟,转化频率逐渐提高,应用基因工程手段改良水稻品种已逐渐变为现实,并显示出诱人前景。
综述了水稻基因工程原理、转化受体系统、转基因方法及其在育种上的应用的研究进展。
关键词:基因工程;受体系统;转化方法;水稻;育种中图分类号:S511.032,Q789 文献标识码:A 文章编号:1001-5280(2005)05-0261-05 水稻是世界最重要的粮食作物之一,全世界三分之一以上人口以之为主食,在农业生产中占有重要地位。
但在水稻生产中,由于各种病虫草和不良气候与环境条件的影响,严重制约了水稻的高产、稳产、优质。
80年代以来,生物工程技术的兴起与发展,特别是基因工程技术在改良作物品种中的广泛应用,为培育作物新品种提供了新的手段,从而开辟了水稻育种的新时代[1,2]。
自1988年第一批转基因水稻问世[3],人们越来越重视通过基因工程的方法改良水稻品种。
近年来,水稻分子生物学理论与技术的研究发展迅速,取得了一些突破性进展,在提高水稻的抗虫、抗病、抗逆性、产量和品质等诸多方面展现出良好的发展前景。
1 基因工程原理与特点转基因技术可以使基因在植物、动物和微生物之间相互转移,克服了物种间隔离,已成为一种新的育种手段。
其原理是:首先利用核酸内切酶处理目的基因或cDN A与质粒DN A,二者通过具有互补碱基的黏性末端的连接形成重组质粒,重组质粒转化大肠杆菌,并在大肠杆菌中繁殖,从而得到目的基因克隆;其次,根据育种需要,在克隆的目的基因前接上能使之在水稻细胞中高效表达的基因启动子,并与含有抗菌素抗性等基因的质粒构建重组分子;然后,重组DN A分子转化农杆菌,含有重组分子的农杆菌感染受体组织,目的基因通过T-DN A转移到受体细胞基因组中;随后用抗菌素筛选出转化体,并根据目的基因的核苷酸序列制备探针或设计引物,用分子杂交或PCR方法对转化体进行进一步的分子验证。
《基因工程》----考试重点总结
第一章基因工程概述第一节基因操作与基因工程基因操作(gene manipulation):指对基因进行分离、分析、改造、检测、表达、重组和转移等操作的总称。
基因工程(gene engineering):通过工具酶,在体外将目的基因、基因片段或其它DNA元件进行切割,与适当的载体进行连接和重组,导入相应受体细胞,并使外源基因进行复制和表达,定向改造受体生物性状或获得表达产物。
基因操作与基因工程的关系:基因操作的核心是基因重组(gene recombination)技术,基因工程是基因操作、基因重组的核心内容和主要目的。
基因工程的遗传学效果:受体生物发生遗传信息或遗传性状的变化并能稳定遗传给下一代。
第二节基因工程是生物科学发展的必然产物一、基因是基因重组的物质基础遗传因子、基因:是遗传信息的基本单位。
从物质结构上看,基因是染色体组核酸分子。
基因(gene)是作为遗传物质的核酸分子上的一段片段并具有遗传学功能,可以是连续的,也可以是不连续的,可以是DNA也可以是RNA,可以存在于染色体上,也可存在于染色体之外(如质粒、噬菌体等)。
基因工程的理论基础:⑴. 明确了遗传信息的携带者—基因的载体是DNA,明确了遗传的物质基础。
⑵. DNA分子的双螺旋结构和半保留复制模型得以阐明,解决了基因的自我复制和传递问题。
⑶. 中心法则、操纵子学说的提出以及遗传密码子的破译,解决了遗传信息的流向和表达问题。
(4). 遗传物质基础和中心法则的通用性决定了基因工程原理和技术在生物界普遍适用,尤其是可以实现跨越任何物种界限的遗传成分转移。
自此,从理论上讲,基因工程已有可能成为现实基因工程的技术基础:⑴. DNA体外切割和连接技术(限制性内切核酸酶和DNA连接酶的发现与应用,标志着DNA重组时代的开始)。
⑵. 克隆载体的发展与应用。
⑶. 大肠杆菌转化体系的建立。
⑷. 琼脂糖电泳技术的应用。
⑸. DNA测序技术的应用。
⑹. 核酸杂交技术的应用。
基因工程技术在食品品质改良中的应用
基因工程技术在食品品质改良中的应用摘要:基因工程作为生物工程技术的核心是一种按照人们的构思和设计,在体外将一种生物的特定基因插入质粒或其他载体分子,构成遗传物质的重组子,然后导人受体细胞内进行无性繁殖并进行表达,产出人类所需要的基因产品的操作技术。
基因工程技术在食品行业中的发展日趋壮大,将是21世纪最具发展潜力的产业。
本文主要讲述了基因工程在食品工业中的应用,展望了基因工程技术在食品工业中的发展前景。
关键词:基因工程;技术;食品品质;改良;应用1基因工程的定义及其发展史1.1基因工程的定义基因工程是在分子水平上对基因进行操作的技术体系,是将某一种生物细胞的基因提出出或者人工合成的基因,在体外进行酶切或连接到另一种生物的DNA分子中。
由此获得的DNA称为重组DNA,将重组DNA导入到自身细胞或其他生物细胞中进行复制和表达等实验手段,使之产生符合人类需要的遗传新特征,或制造出新的生物类型。
1.2基因工程的发展史基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展的基础上逐步发展起来的,现代分子生物学领域理论上的三大发现和技术上的系列发明对基因工程的诞生起了决定性的作用。
1857年至1864年,孟德尔通过豌豆杂交试验,提出生物体的性状是由遗传因子控制的。
1909年,丹麦生物学家约翰生首先提出用基因一词代替孟德尔的遗传因子。
1910年至1915年,美国遗传学家莫尔根通过果蝇试验,首次将代表某一性状的基因同特定的染色体联系起来,创立了基因学说。
直到1944年,美国微生物学家埃坲利等通过细菌转化研究,证明基因的载体是DNA而不是蛋白质,从而确立了遗传的物质基础。
1953年,美国遗传学家华生和英国生物学家克里克揭示DNA分子双螺旋模型和半保留复制机理,解决了基因的自我复制和传递问题,开辟了分子生物学研究的时代。
之后,1958年克里克确立的中心法则、1961年雅各和莫诺德提出的操纵子学说以及所有64种密码子的破译,成功揭示了遗传信息的流向和表达问题,为基因工程的发展奠定了坚实的基础。
基因工程 考研教材
基因工程考研教材
基因工程是生物工程领域的重要分支,考研教材的选择应该根据具体的学科方向和考试要求而定。
以下是一些基因工程考研教材的推荐:
1. 《基因工程原理》(第二版)——朱玉贤等编著,高等教育出版社。
2. 《基因工程》(第二版)——陈明编著,科学出版社。
3. 《基因工程实验教程》(第二版)——张丽君等编著,高等教育出版社。
4. 《基因工程与生物信息学》——杨金水等编著,科学出版社。
此外,一些大学的自编教材和讲义也是不错的选择,例如浙江大学、上海交通大学、复旦大学等高校的相关教材。
考生在选择教材时应该注意教材的权威性、内容的全面性和深度以及是否符合考试要求等方面。
同时,建议多参考相关的教辅资料和网络资源,进行全面的复习和巩固。
基因工程技术在农业育种中的应用及发展[1]-论文资料(word可编辑)
基因工程技术在农业育种中的应用及发展[1]-论文资料(word可编辑)现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程与发酵工程。
建立在植物分子遗传学与细胞生物学基础理论上的基因工程是通过基因导入与重组技术,将不同生物的遗传基因在体外进行分离、裁剪、组合与拼接,再通过载体转移大受体细胞内进行无性繁殖、稳定表达,从而改变受体原来的遗传性状,人工构建出新的作物品种,由此便产生了转基因育种技术与转基因农作物新品种。
现将世界各国采用基因工程在培育优质、高产,抗病虫、抗除草剂,抗寒、抗旱、抗盐碱作物品种方面所取得的进展概述如下。
1、基因工程的基本模式、外源DNA导入方法与表达条件植物基因工程的基本模式是先分离和制备目的基因,并将目的基因嵌入载体,获得重组DNA,然后将重组DNA导入受体植物细胞,使其稳定存在并能复制、转录和翻译。
重组DNA还可经有性或无性方式传递给子代,达到按育种目标修饰和改造作物品种遗传性状的目的。
目的基因导入受体植物细胞中能否表达的关键,在于植物细胞的转录系统能不能识别目的基因所携带的转录信号——启动子顺序。
近年来的研究结果表明,就要将外源基因和一个已知植物细胞中有功能的启动子拼接在一起,构成嵌合基因。
携带外源基因的这段DNA称载体,当载体携带外源基因共同进入受体细胞内后,整合与受体植物的DNA上。
由于植物转录系统能识别启动子的顺序信号,外有基因即可在受体植物细胞中得到表达。
因此,基因工程的许多研究工作都围绕着寻找理想的载体而开展。
结果表明,目前最有希望作为目的基因载体物质的是根癌农杆菌Ti 质粒,而且已经有一些作物利用Ti-质粒将外援基因导入受体细胞中,并获得充分表达。
世界各国通过基因工程获得的转基因植株达4500多种,基因工程在农业上主要应用于农作物品种的改良与新物种的培育。
2、基因工程培育优质、高产农作物品种进展植物基因移植于导入技术的研究成功,为改变植物蛋白质、脂肪、淀粉与糖类的含量与品质,提高其营养价值,为改变蔬菜、果品的风味提供了可能与技术途径。
大学基因工程教案
课程名称:生物技术授课班级:XX年级XX班授课教师:XX授课时间:XX课时教学目标:1. 了解基因工程的定义、发展历程和基本原理。
2. 掌握基因工程的基本操作步骤和关键技术。
3. 熟悉基因工程在生物技术领域的应用。
4. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
教学内容:一、绪论1. 基因工程的定义:按照人们的愿望,经过严密的设计,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/宿主)内,使之按照人们的意愿稳定遗传、并表达出新的性状的技术。
2. 基因工程概念的发展:遗传工程、DNA重组技术、分子/基因克隆、基因操作等。
3. 基因工程的历史性事件:1973年Boyer和Cohen建立DNA重组技术;1978年Genetech公司在大肠杆菌中表达出胰岛素;1982年世界上第一个基因工程药物重组人胰岛素上市;1988年PCR技术诞生;1989年我国第一个基因工程药物rhIFN1b上市;2003年世界上第一个基因治疗药物重组腺病毒-p53上市。
二、基因工程的基本原理1. DNA重组技术:利用限制性核酸内切酶、DNA连接酶等工具酶,将目的基因与载体在体外进行拼接重组。
2. 载体:能将外源基因带入受体细胞,并能稳定遗传的DNA分子(克隆载体、表达载体)。
3. 宿主:能摄取外源DNA、并能使其稳定维持的细胞(组织、器官或个体)。
三、基因工程的基本操作步骤1. 目的基因的获取:从复杂的生物基因组中,经过酶切消化或PCR扩增等步骤,分离出带有目的基因的DNA片段。
2. 载体的构建:将目的基因插入载体中,形成重组载体。
3. 转化:将重组载体导入宿主细胞中。
4. 选择与鉴定:筛选出含有目的基因的转化细胞。
5. 表达:诱导目的基因在宿主细胞中表达,获得所需产物。
四、基因工程的应用1. 基因治疗:将正常基因导入患者体内,修复或替代缺陷基因,治疗遗传性疾病。
2. 转基因植物:提高植物抗病、抗虫、抗逆性,提高产量和品质。
第3章 基因工程 第4节 蛋白质工程的原理和应用
【答案】C
第3章 基因工程
【解析】蛋白质工程是根据人们的需要首先要预期蛋白质的相应功 能,然后设计预期的蛋白质结构,推测其应有的氨基酸序列,根据相应 的氨基酸序列推导出基因中的脱氧核苷酸序列,再合成相应的目的基 因,C正确。
第3章 基因工程
蛋白质工程的应用 1.医药工业方面 (1)速效胰岛素类似物的研发:通过改造__胰__岛__素__基__因____实现了对相 应氨基酸序列的改造,使B28位脯氨酸替换为__天__冬__氨__酸____或者将它与 B29位的__赖__氨__酸____交换位置,从而抑制胰岛素的聚合。
第3章 基因工程
2.蛋白质工程崛起的缘由 (1)基因工程的实质及不足: ①实质:将一种生物的___基__因___转移到另一种生物体内,使后者可 以产生它本不能产生的___蛋__白__质__,进而表现出____新__的__性__状______。 ②不足:基因工程在原则上只能生产自然界已存在的__蛋__白__质___。 (2)蛋白质工程崛起的缘由:天然蛋白质是生物在长期进化过程中形 成的,它们的___结__构__和__功__能____符合__特__定__物__种___生存的需要,却不一定 完全符合人类__生__产__和__生__活____的需要。若不能直接满足人类需要,就必 须人为对其进行改造,蛋白质工程从而崛起。
第3章 基因工程
【规律总结】蛋白质改造的三种类型的“改” 第一类为“大改”,即制造出自然界中不存在的全新蛋白质。 第二类为“中改”,即在蛋白质分子中替代一个肽段或一个特定的 结构域。 第三类为“小改”,即改造蛋白质分子中的几个氨基酸的残基。 素养达成:本重难点通过对蛋白质工程的概念分析和原理分析,培 养“生命观念”“科学思维”素养。
【解析】蛋白质工程中了解蛋白质分子的结构是非常关键的工作, 如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等,这对于合成或改造基因至 关重要,A正确;蛋白质工程的进行离不开基因工程,因为对蛋白质的 改造要通过对基因的改造来完成,B错误;图中a、b过程分别表示转 录、翻译,C正确;通过蛋白质工程可对现有蛋白质进行改造,也可制 造出一种新的蛋白质,D正确。
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基因工程:是在分子水平上进行的操作,指将多种生物体(供体)的基因或基因组提取出来,或者人工合成基因,按照人们的愿望,严密的设计,经过体外加工重组,转移到另一种生物体(受体)细胞中,使之能在受体细胞遗传并获得新的遗传性状的技术。
三要素:供体受体载体。
基因工程的主要内容:1.目的基因的获取2.重组体的制备 3.重组体的转化4、克隆鉴定5、目的基因的表达限制性内切酶:是一种能够识别双链DNA分子中的某种特定核酸序列(4-8bp)并由此处切割双链的核酸内切酶。
1、来源:原核生物2、性质:在核酸分子链的内部制造切口3、功能:自身保护作用(R/M 体系:保护自身的DNA不受限制,破坏外源的DNA使之迅速讲解)影响限制酶活性的主要因素:1、DNA的纯度2、DNA 的甲基化程度3、温度4、缓冲溶液5、DNA的分子结构Klenow片段:E.coli DNA聚合酶Ⅰ经胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶部分水解生成的C末端605个氨基酸残基片段。
该片段保留了DNA聚合酶I的5ˊ-3ˊ聚合酶和3ˊ-5ˊ外切酶活性,但缺少完整酶的5ˊ-3ˊ外切酶活性。
功能:1、3ˊ断的补平;2、DNA 3ˊ末端标记;3、cDNA第二链的合成。
平齐末端DNA 的连接方法:1、同聚物加尾法2、衔接物法;3、接头连接发。
双酶切相对单酶切的优点:可保证插入外源片段的方向,防止载体自连,提高重组率。
星号活性:在非理想的条件下,内切酶切割与识别位点相似但不完全相同的序列,这一现象称星号活性。
部分酶切:指选用的核酸内切酶对其在DNA分子上的全部识别序列进行不完全的切割。
发生部分酶切的原因:底物DNA纯度低;识别序列甲基化;酶用量不足;反应缓冲液和温度不适宜。
碱性磷酸酶和S1磷酸酶的功能:碱性磷酸酶主要是脱磷酸作用,其产物具有5-OH末端,这种功能使它在DNA 分子克隆实验中发挥着重要作用,利用该酶可以有效防止粘性末端分子自连。
S1核酸酶:是一种高度单链特异的核酸内切酶,可降解单链DNA或RNA,不仅能催化RNA和单链DNA 分子降解成为5单核苷酸,而且它也能作用于双链核苷酸单链区。
功能:测定杂种核酸分子的杂交程度,给RNA分子定位,测定真核生物基因中间隔子序列的位置,探测双螺旋的DNA区域,从限制性内切酶产生的粘性末端中移去单位链突出序列以及打开双链cDNA合成期间形成的发夹结构。
载体:在基因工程操作中,把能携带外源DNA进入受体细胞的DNA分子叫载体。
基因工程对载体的要求:1、在宿主细胞能独立复制2、有选择性标记3、有一段多克隆位点4、分子量小、拷贝数多5、容易从宿主细胞中分离纯化质粒载体必须具备的条件:1、具有复制起点2、具有抗菌素抗性基因3、若干限制酶的单一位点4、具有较小的分子量和较高的拷贝数质粒的分离:通常加入溶菌酶或十二烷基硫酸钠(SDS)来促使大肠杆菌的裂解。
1、氯化铯密度梯度离心法2、碱变性法3、微量碱变性法质粒载体的基本构型:1、共价闭合环状DNA 2、开环DNA 3、线性DNA表达型质粒载体:主要使外源基因表达出蛋白质产物,如果在大肠杆菌里表达,必须使所克隆的真核生物的基因置于大肠杆菌的转录和翻译之下。
穿梭质粒载体:人工构建的具有两种不同重复起点和选择标记,可以在两种不同的寄主细胞中存活和复制的质粒载体。
大肠杆菌表达载体的操纵元件:阻遏基因I ,操纵基因O,启动基因P,核糖体结合位序列,转录终止信号。
质粒载体不稳定的因素:1、结构的不稳定性:DNA 的插入,缺失和重排都会造成质粒载体结构不稳定。
2、分离的不稳定:在寄主菌细胞分裂的过程中,有一个细胞没有获得质粒拷贝,并最终繁殖成无质粒的优势群体。
影响质粒载体稳定性的主要因素:1、新陈代谢负荷a、复制负荷b、转录和翻译负荷2、质粒载体的拷贝数3、寄主菌的重组体系PCR的原理和特点:原理:类似于DNA的体内复制,首先待扩增DNA模板加热变性解链,随之将反应混合冷却至某一温度,这一温度可使引物与它的靶序列发生退火,再将温度升高,使退火引物在DNA 聚合酶作用下得以延伸,这种变性、复性、延伸的过程,就是一个PCR循环,PCR就是在合适条件下的这种循环的不断重复。
特点:1、灵敏度高2、简便快捷3、对标本的纯度要求低反向PCR:是用反向互补引物来扩增两引物以外的DNA片段,对某个已知DNA片段两侧的位置序列进行扩增。
RT-PCR:是以反转录的cDNA做模板进行的PCR反应,用于测定基因表达的强度和鉴定已知序列是否发生突变,呈现mRNA多态性,克隆mRNA 5`和3`末端序列,以及从非常少量的mRNA样品构建大容量的cDNA文库。
多重PCR:在一个反应体系中,使用一对以上引物的PCR反应,称为多重PCR。
荧光定量PCR:通过荧光染料火荧光标记的特异性探针,对PCR产物进行标记跟踪,实时在线监控反应过程,结合相应的软件,可以对结果进行分析、计算待测样品的初始模板量。
引物设计的基本原则:1、引物一般在18-30Bp为宜。
2、避免引物内部出现出现二级结构、回文结构。
3、GC 和AT碱基均匀分布4、避免出现两引物碱基末端互补5、引物3`末端碱基一般应与DNA严格配对6、引物碱基序列不能与非扩增区有同源性。
PCR产物不正常的原因:1、没有PCR产物 a/TAQ酶失活 b、引物使用错误 c、是否完全解链。
2、没有特异性条带 a/退火温度过低,退货延伸时间过长 b/循环次数过多 c/引物与TAQ酶的浓度过高 d/Mg离子浓度过高 3、没有目的条带,出现片状。
a/循环次数过多 b/TAQ酶浓度过高 c、引物特异性不强 d/Mg 离子浓度过高目的基因:那些已被或者准备要分离、改造、扩增或表达的特定基因或DNA片段。
基因文库:又称DNA文库,是指某个生物的DNA或cDNA片段,与适当的载体在体外重组后,转化宿主细胞,并通过一定的选择机制筛选后得到的大量的阳性菌落(或噬菌体),所有菌落或噬菌体的集合,即为该生物的基因文库。
基因组文库:指将某种生物的全部基因组DNA用限制性内切酶或机械力量切割成一定长度范围的DNA片段,再与合适的载体在体外重组并转化相应的宿主细胞获得的所有阳性菌落。
这个群体就称为该生物的基因组文库,其目的是分离有用的目的基因和保存某种生物的全部基因。
基因组文库构建的程序:1、载体的制备2、高纯度大相对分子质量基因组DNA的提取和大片段的被3、高纯度大相对分子质量基因组DNA的部分酶切与脉冲电泳分级分离。
4、载体与外源片段的链接与转化或侵染宿主细胞。
基因组文库的优点:1、cDNA克隆只能反映着mRNA的分子结构,没有包括基因组的间隔序列2、cDNA 文库中,不同克隆mRNA的分布状态总是反映着mRNA的分布状态。
3、从cDNA 克隆中,不能克隆到基因组DNA中非转录段序列,不能用于研究基因编码区外调控序列的结构与功能。
cDNA文库:指将某种生物基因组转录的全部mRNA,经反转录产生的cDNA片段分别与克隆载体重组,储存于某种受体菌中,该群体就称为该生物基因组的cDNA文库。
cDNA文库的构建:1、细胞总RNA的提取和mRNA的分离2、第一条cDNA的合成3、第二条cDNA 合成4、双链cDNA克隆进质粒或噬菌体载体。
CDNA文库的优缺点:优点:1、cDNA以mRNA为材料,特别适用于某些RNA病毒等的基因组结构,研究有关基因的克隆分离。
2、cDNA文库的筛选比较简单易行。
3、每一个cDNA文库都含有一个mRNA 序列。
这样在目的基因的选择中,出现假阳性的概率就会比较小,因此,阳性杂交信号一般都是有意义的,由此选择出来的阳性克隆将会含有目的基因。
4、cDNA文库可用于在细菌中能进行表达的基因的克隆,直接应用与基因工程操作。
5、cDNA克隆还可用于真核细胞mRNA的结构和功能的研究。
缺点:1、包含的遗传信息要远远少于基因组DNA文库,并且受细胞来源或发育时期的影响。
2、虽然反应mRNA 分子结构和功能信息,但不能直接识别基因内含子序列序列和编码区外大调控序列的结构和功能方面的信息。
3、相应于高丰度的mRNA的cDNA克隆所占的比例较高,分离比较容易,而相对于低丰度的mRNA的cDNA 的克隆所占比例较小,分离比较困难。
图为克隆的原理:图为克隆又称定位克隆,用该方法分离基因是根据功能基因在基因组中都有相对稳定的基因座,在利用分子标记技术对目的基因进行精确定位的基础上,用于目的基因紧密连锁的分子标记筛选DNA文库,从而构建目的基因区域的物理图谱,在利用此物理图谱通过染色体步移逐步逼近目的基因或通过染色体登陆的方法,最终克隆目的基因并通过遗传转化实验可以研究目的基因的功能。
程序:1、建立目的基因的遗传分离群体2、找到与目的基因紧密连锁的分子标记3、用遗传图或物理作图将目的基因定位在染色体特定位置4、构建含有大插入片段的基因组文库5、以与目的基因连锁的分子标记为探针筛选基因组文库6.用阳性克隆构建目的基因区域的跨叠群7、通过染色体步移、登陆或跳查,获得含有目标基因的大片段克隆8、通过亚克隆获得目标的小片段克隆9、通过遗传转化和功能互补验证,最终确定目标基因的碱基序列。
存在的问题:1、需要有精确的遗传图谱2、遗传图谱上离目的基因很近的分子标记在物理图谱上还相距甚远3、高等植物基因组极其复杂,存在大量重复序列,在实际操作中会遇到走不动的难题。
感受态细胞:具有摄取外源DNA分子能力的细胞。
常用的转化方法:1、原生质体转化法2、化学转化法3、电穿孔发植物基因工程转化的具体方法:以载体为媒介的遗传转化和外源目的DNA 的直接转化1、载体介导转移系统(最常用的转移方法)将外源基因重组进入适合的载体系统,通过载体将携带的外源基因导入植物细胞,整合在核染色体中并随核染色体复制而表达。
2、外源基因直接导入法a、化学刺激法b、基因枪轰击法c、微注射法主要选择基因:新霉素抗性基因庆大霉素抗性基因潮霉素磷酸转移酶基因报告基因:指其编码产物能够被快速测定,常用判断外源基因是否能成功的导入体细胞,是否启动表达的一类特殊用途是基因,不依赖于外界选择压力的存在,这一点也是它与选择基因的区别。
种类:B-葡萄糖苷酸酶基因氯霉素乙酰转基酶基因荧光素酶基因理想报告基因应具备的条件:1、受体细胞不存在相应的内源等位基因活性2、它的产物是唯一的,且不会损害受体细胞3、具有快速、灵敏、廉价、定量和可重复的检测特性。
转基因植物的鉴定方法:1、DNA 水平的鉴定检测内容(是否整合拷贝数整合位置)检测方法:特异性PCR Western 杂交植物基因工程存在的问题:1、技术问题a/提高转化转率b、建立高频再生的基因转化受体系统c/提高对转化外源基因表达的调控能力d、提高转化外源基因的遗传稳定性2、潜在问题a/安全问题b、环境及生态问题c/对其它安全措施的反效应d/公众的接受。