基因工程和细胞工程整理后的知识点
高考生物专题复习 专题16 基因工程和细胞工程
特别提醒 ①DNA 连接酶连接两个 DNA 片段, 而 DNA 聚合酶只能 将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。 ②限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列,并使两条链在特 定的位臵断开,而解旋酶是将 DNA 的两条链间的氢键打开形成 两条单链。
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疑难点拨 1.从“基因表达”层面理解基因表达载体的必需元件 (1)基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标 记基因+复制原点。 (2)启动子和终止子:启动子是 RNA 聚合酶结合位点,启动 转录;终止子是终止转录的位点。插入的目的基因只是结构 基因部分,其表达需要调控序列,因而用作载体的质粒的插 入部位前需要有启动子,后需要有终止子。
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(3)基因表达载体的构建过程
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2. 区分一个至多个限制酶切点与每种酶一个切点 (1)一个至多个限制酶切点:作为载体必须具有一个至多个限 制酶切点,以便与外源基因连接。 (2)每种酶一个切点:每种酶的切点最好只有一个。因为某种 限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶切点, 则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点 区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某 种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开接纳外源 DNA 片段,又不会丢失自己的片段。
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的功能是启动转录,因此其识别并结合的部位是基因的转录起 始区或启动子区域。第(5)题中A项蛋白酶酶解核糖体中的蛋白 质后,只剩下rRNA,利用了酶的专一性,A项正确;B项中用无 水乙醇处理叶片,进行色素的提取和分离,是因为无水乙醇是 有机物,可溶解各种色素,不属于特异性结合,B项错误;C项 是用基因探针法,利用已知基因的碱基序列可与另一基因上的 碱基进行互补配对的性质来进行基因定位,C项正确;D项中提 到一种mRNA和另一种mRNA的互补,这种互补也遵循碱基互补配 对原则,属于特异性结合。
细胞工程知识点总结
《细胞工程》知识点总结一、细胞工程(Cell Engineering):在体外对生物的细胞进行生长与分化的调控、遗传重组与改良,使其生产出人类所需要的产品。
包括:细胞培养、细胞融合、细胞器移植、核质移植、染色体移植、转基因等产品:生物的组织、器官、个体;抗体、多肽药物、蛋白质、酶;天然药物、色素、香精;等二、生物工程包括:发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程。
三、1996年Dolly羊的克隆是通过核移植技术,最后在体内生长、分化、发育而成的。
四、植物组织培养:在人工培养基上无菌培养整株植物或植物的器官、组织、细胞或原生质体。
又称为无菌培养(aseptic culture)、离体培养(in vitro culture)。
五、植物组织培养的类型:1、植株培养(Plant Culture):在容器(玻璃瓶、透明塑料瓶等)中无菌培养完整的植株。
植株来源:由种子无菌萌发而来;通过植物器官、组织、细胞再生而来。
在快速繁殖中,后期的成苗和壮苗阶段属于植株培养。
(一般时间较短)2、胚培养(Embryo Culture):无菌培养植物的成熟胚或未成熟胚,使其形成正常的植株。
目的:○1促进胚的提早萌发,缩短育苗时间;○2克服远源杂种胚的夭折,以获得新的育种材料;○3在科学研究中,用胚培养所得到的幼苗作为其它试验的材料。
3、器官培养(Organ Culture):无菌培养植物的根、茎、叶、芽、花、果等器官,使其增殖或形成其它的组织或器官等。
4、组织培养(Tissue Culture):指无菌培养植物各种组织(如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、皮层、薄壁组织、胚乳等),或由外植体分化形成的愈伤组织(callus),使其增殖或者分化。
注:Callus(愈伤组织):具有旺盛分裂能力,但没有组织和器官分化的细胞群。
5、花药与花粉培养:无菌培养植物的花药(带花粉)或花粉,形成单倍体植株。
补充:有效的育种辅助手段:单倍体植株获得以后,通过染色体加倍,即得到可以稳定遗传的纯和二倍体,缩短植物育种年限。
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。
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—细胞工程与基因工程
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—细胞工程与基因工程高考感知课标要求——明考向近年考情——知规律12.1植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术12.2动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术12.3对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体12.4基因工程是一种重组DNA技术12.5蛋白质工程是基因工程的延伸12.6转基因产品的安全性引发社会的广泛关注12.7举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题12.8世界范围内应全面禁止生物武器2023·湖南基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用2023·湖北DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定2023·广东DNA的粗提取及鉴定的方法2023·新课标DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·北京动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·山东植物细胞工程的实际应用2023·广东植物体细胞杂交技术2023·广东动物的体外受精、胚胎的体外培养、胚胎移植技术2023·浙江动物的体外受精、胚胎的体外培养2023·浙江生物技术的安全性和伦理问题综合2023·海南将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定、基因工程的应用2023·山东PCR扩增的原理与过程、DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·湖北动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·浙江动物细胞融合与单克隆抗体的制备、动物体细胞核移植技术和克隆动物2023·全国遗传信息的翻译、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定命题趋势1.细胞工程,胚胎工程的命题多以选择题呈现,基因工程的命题多以简答题呈现,属于年年必考的题目。
2.试题情境以下列几种居多:(1)以单克隆抗体为情境考查细胞工程。
生物选修3知识点整理
效率低
第一页,编辑于星期三:六点 五分。
3.运载体
(1)作用:
①作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)种类:质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。
(3)条件:
①有一个或多个限制酶切位点 ②能自我复制
③有标记基因
(4)一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要求, 因此在基因工程中,对某些天然的载体进行人工改造。
③卵黄膜封闭作用---防止多精入卵的第二道屏障
④入卵后,尾部脱离,核膜破裂,形成雄原核 同时卵子被激活,完成减二分裂,形成雌原核
第十六页,编辑于星期三:六点 五分。
5.卵裂期:透明带内进行,胚胎总体积略减小,细胞行有丝分裂 6.桑椹胚(32个),之前每个细胞都具全能性
7.囊胚:内细胞团 滋养层
8.透明带破裂:孵化
2)DNA的拼接技术---基因工程
17.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质
18.蛋白质工程:第二代基因工程
基因修饰或基因合成
第八页,编辑于星期三:六点 五分。
第二章 细胞工程
1.植物的组织培养 离体的组织、器官或细胞
一、植物细胞工程 脱分化
愈伤组织
再分化
植物体
外植体
营养:蔗糖、矿质元素(无机盐)
无机盐、维生素、激素、 氨基酸、核苷酸、葡萄糖、 血清 液体培养基
细胞全能性
脱毒植株、微型繁殖、人工种子
获得新植株
蔗糖、矿质元素、维生素、 植物 激素、有机添加剂 固体培养基
第十二页,编辑于星期三:六点 五分。
ห้องสมุดไป่ตู้
(二)动物体细胞核移植技术 原理:动物细胞核的全能性
生物技术的原理与应用例题和知识点总结
生物技术的原理与应用例题和知识点总结生物技术是一门涉及生命科学、工程学和计算机科学等多学科交叉的领域,它旨在利用生物体或生物过程来解决实际问题和创造价值。
本文将介绍生物技术的基本原理,并通过一些具体的例题来展示其在不同领域的应用,同时对相关知识点进行总结。
一、生物技术的原理生物技术的核心原理包括基因工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程等。
基因工程是指按照人们的意愿,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,从而定向地改变生物的遗传性状。
例如,科学家们通过基因工程技术将人类胰岛素基因导入大肠杆菌中,使其能够大量生产胰岛素,为糖尿病患者带来了福音。
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤,在细胞整体水平或细胞器水平上,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
植物组织培养和动物细胞融合是细胞工程中的重要技术。
通过植物组织培养,我们可以快速繁殖优良品种,拯救濒危植物;动物细胞融合技术则为单克隆抗体的制备提供了基础。
发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术手段生产有用物质或直接将微生物应用于工业生产的一种技术。
发酵工程广泛应用于食品、医药、化工等领域,如生产酒类、抗生素、酶制剂等。
蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过化学、物理和分子生物学的手段进行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,以满足人类对生产和生活的需求。
二、生物技术的应用例题(一)基因工程的应用例题 1:假设某种农作物容易受到病虫害的侵袭,导致产量大幅下降。
科学家通过基因工程技术,将一种能够产生抗虫蛋白的基因导入该农作物的基因组中。
经过培育和筛选,获得了具有抗虫特性的新品种。
请问这种基因工程操作的关键步骤是什么?答案:关键步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞以及目的基因的检测与鉴定。
高中生物选修三知识点总结
高中生物选修三知识点总结基因工程是高中生物核心知识点。
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。
下面给大家分享一些关于高中生物选修三知识点,希望对大家有所帮助。
基因工程(DNA 重组技术):体外、定向、分子水平基本工具:限制性核酸内切酶(限制酶)来自原核细胞,识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列,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。
DNA 连接酶: E ·coliDNA 连接酶(只黏性末端)T4DNA 连接酶(黏、平末端也可但效率低)载体:质粒、入菌体的衍生物、动植物病毒条件:①能在宿主细胞内稳定存在复制表达②一种或多种限制酶切点③标记基因(抗生素抗性基因、荧光基因)基本操作程序:1、目的基因的获取: (人工合成、体内提取)①从基因文库获取②PCR 技术扩增目的基因:模板、Taq 酶(热稳定 DNA 聚合酶)、原料&能量(dXTP)、引物(过量)五物混合,加热至90~95℃ ,DNA 解旋,冷却到55~60℃ ,引物与互补DNA 链结合,加热至70~75℃,Taq 酶从引物起始互补链的合成③人工化学合成:基因比较小,核苷酸序列已知2、基因表达载体的构建: (基因工程的核心)启动子:DNA 片段,基因的首端,RNA 聚合酶识别和结合的部位目的基因终止子:DNA 片段,基因的尾端标记基因:鉴别受体细胞中是否含有外源基因,从而将含有外源基因的细胞筛选出来。
(复制原点:仅自我复制的需要,整合到宿主染色体上再表达的不需要)3、将目的基因导入受体细胞:转化: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。
(1)导入植物细胞(体细胞、受精卵)①农杆菌转化法(双子叶植物、裸子植物)受损,伤口细胞分泌酚类化合物,吸引农杆菌移向,Ti质粒上 T-DNA(上插目的基因)转移至受体细胞整合到受体细胞染色体上②基因枪法(单子叶植物)③花粉管通道法(2)导入动物细胞(受精卵)显微注射技术(3)导入微生物细胞优点:繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少、对人体无害(大肠杆菌)步骤:Ca2+ 处理细胞,使其成为感受态细胞,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4、目的基因的检测与鉴定:①DNA 分子杂交技术:转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因(目的基因是否进入原核细胞)转基因生物的染色体 DNA(原核质粒)+有同位素标记的目的基因②RNA 分子杂交技术:目的基因是否转录出了mRNA 转基因生物的 mRNA+有同位素标记的目的基因③抗原-抗体杂交:目的基因是否翻译成蛋白质转基因生物的蛋白质+相应的抗体④个体生物学水平的鉴定:抗虫抗病的接种实验蛋白质工程(自然界不存在的蛋白质)预期蛋白质功能,设计蛋白质结构,推测氨基酸序列,找对应的脱氧核苷酸序列,人工合成基因,基因工程,蛋白质产品细胞工程: (一)植物细胞工程:1、植物组织培养技术:(1)原理:植物体细胞的全能性(2)过程:离体的植物器官、组织或细胞,脱分化(避光),愈伤组织(未分化,薄壁细胞),再分化,根芽,细胞分裂分化,植株(3)条件:无菌(防止微生物污染)营养(无机盐、有机物、水)激素(生长素、细胞分裂素,=1 诱导脱分化,>1 生根,<1 生芽,激素杠杆)离体2、植物体细胞杂交技术:克服生殖隔离(不同生物远缘杂交不亲和的障碍)(二)动物细胞工程:1、动物细胞培养:(1)原理:一些动物细胞在体外可生长增殖(2)过程:动物组织块,剪碎,胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,制成细胞悬液原代培养:转入培养瓶,细胞贴壁(培养瓶内壁光滑无毒易于贴附),细胞有丝分裂,接触抑制胰蛋白酶处理分瓶继续传代培养(10 代以内以保持正常的二倍体核型,50 代以上癌细胞)(3)条件:无菌无毒的环境:用具无菌处理;培养液中加抗生素;定期更换培养液(清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害)营养:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清血浆温度和 pH:动物体温(哺乳 36+ -0.5℃),pH=7.2-7.4气体环境:95%空气+5%CO2(维持培养液 pH)2、动物体细胞核移植技术(克隆动物)胚胎细胞核移植(易) 移入去核卵母细胞3、动物细胞融合(细胞杂交):除物理化学法外,还可用灭活的病毒诱导4、杂交瘤技术(生产单克隆抗体)(1)传统方法:向动物体内反复注射某种抗原,产生抗体后从血清中分离,抗体产量低纯度低特异性差(2)单克隆抗体优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备胚胎工程:早期胚胎或配子水平(一)体内受精和早期胚胎发育:1、精子的发生:睾丸的曲细精管内,初情期开始变形:细胞核—精子头,高尔基体—顶体,中心体—尾,线粒体—尾的基部的线粒体鞘,其他物质—原生质滴向后脱落2、卵子的发生:卵巢及输卵管胎儿性别分化后:卵原细胞有丝分裂,并变成初级卵母细胞,被卵泡细胞包围形成卵泡卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前(胎儿时期完成)初情期后:初级卵母细胞——次级卵母细胞和第一极体——减二中期停——卵子、极体马狗排卵猪牛羊排卵受精卵子是否受精的标志:卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体3、受精:输卵管内完成(1)精子获能(2)卵子的准备:达到减数第二次分裂中期(3)受精:顶体反应,释放顶体内酶,溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠、透明带, (精子触及卵黄膜的瞬间)透明带反应,精子外膜和卵黄膜相互融合(标志着精子入卵),卵黄膜的封闭作用&精子尾部脱离形成雄原核,卵子减二完成,排出第二极体,形成雌原核,比雄原核小,核融合(标志受精卵的产生) 防止多精入卵:透明带反应卵黄膜的封闭作用4、胚胎发育:卵裂期(透明带内,有丝分裂,胚胎的总体体积并不增加,或略有减小)(1)桑椹胚:细胞数目 32 个,全能细胞(2)囊胚:开始出现分化,内细胞团(胎儿);囊胚腔;滋养层细胞(胎膜胎盘)孵化:透明带破裂,胚胎伸展出来(3)原肠胚:内细胞团—外胚层、内胚层、中胚层,原肠腔(二)体外:1、体外受精:(1)卵母细胞的采集:实验动物、猪、羊—促性腺激素处理超数排卵,输卵管中冲取大牛:屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;活体动物的卵巢中吸取卵母细胞人工培养至减二中期(2)精子的采集和获能:假阴道法、手握法、电刺激法获能处理:培养法(人工配制的获能液);化学诱导法(一定浓度的肝素或钙离子载体溶液)(3)受精:获能溶液或专用的受精溶液2、胚胎的早期培养:无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清向受体移植或冷冻保存3、胚胎移植:(1)意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖能力;大大缩短了供体本身的繁殖周期; 良种畜群迅速扩大,加速了育种工作和品种改良;不受时间地域限制,节省购买种畜费用;胚胎冷冻保存品种资源和濒危物种(2)基本程序:①对供、受体的选择和处理。
基因工程和植物细胞工程知识点
高二生物周周练(二)专题1 基因工程一、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:能够识别双链DNA分子的某种_____ _的核苷酸序列,并且使每一条链中______ _部位的两个核苷酸之间的_____________断开,因此具有_____ 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:________ _和_______2.“分子缝合针”——_________(1)两种DNA连接酶(和)的比较:①相同点:都缝合_______ __键。
DNA连接酶②区别:E·coliDNA连接酶来源于_______ __,只连接;而T4能缝合_______ ,但连接平末端的之间的效率较_ 。
(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____ _____的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——______ ___(1)载体具备的条件:①___________________________,以便②___________________________,以便③___________________________,以便(2)最常用的载体是___ __,它是一种裸露的、结构简单的、独立于,并具有__ 能力的_____ ____DNA分子。
(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:。
2.获取目的基因的方法:。
3.人工合成目的基因的常用方法有________ _和______ ___。
4.PCR()技术扩增目的基因(1)原理:_______ __(2)过程:①,加热至90~95℃使______ __;②,冷却到55~60℃,____________ _____;③,加热至70~75℃,热稳定酶从起始互补链的合成。
生物高中生物选修1知识点总结
生物高中生物选修1知识点总结一、绪论1. 生物技术的定义与分类生物技术是指利用生物学原理和方法,对生物体及其组分进行操作、改造和利用的技术。
生物技术主要包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等。
2. 生物技术发展简史生物技术的发展经历了传统生物技术和现代生物技术两个阶段。
传统生物技术主要包括酿造、发酵等;现代生物技术则以基因工程、细胞工程等为核心。
二、基因工程1. 基因工程的原理与方法基因工程是通过分子生物学的方法,将目的基因从一个生物体转移到另一个生物体中,使之产生新的遗传特性。
基因工程的基本步骤包括:目的基因的获取、基因载体的选择与构建、受体细胞的转化、转化细胞的筛选与鉴定。
2. 基因表达载体的构建基因表达载体是基因工程中用于携带目的基因并将其导入受体细胞的工具。
常用的基因表达载体有质粒、噬菌体、病毒等。
3. 基因工程的应用基因工程在农业、医药、环保等领域具有广泛的应用。
例如:转基因作物、转基因动物、基因治疗等。
三、细胞工程1. 细胞工程的基本技术细胞工程是指利用细胞生物学原理和方法,对细胞进行操作、改造和利用的技术。
细胞工程的基本技术包括:细胞培养、细胞融合、细胞拆合等。
2. 动物细胞工程动物细胞工程主要包括动物细胞培养、细胞融合、细胞拆合等技术。
动物细胞工程在制备单克隆抗体、生产疫苗等方面具有重要作用。
3. 植物细胞工程植物细胞工程主要包括植物组织培养、原生质体融合等技术。
植物细胞工程在植物繁殖、遗传改良等方面具有广泛应用。
四、发酵工程1. 发酵工程的原理发酵工程是利用微生物的代谢活性,在生物反应器中进行大规模生产的技术。
发酵工程的原理主要包括:微生物的代谢、发酵条件优化、生物反应器设计等。
2. 发酵过程的主要参数发酵过程中,需要关注的主要参数有:温度、pH、溶氧、搅拌速度、发酵液浓度等。
3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、饮料、医药、环保等领域具有广泛应用。
例如:啤酒生产、抗生素生产、生物燃料生产等。
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。
(高中段)专题十二基因工程和细胞工程
1.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶,则一定有
利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定。 (2020·浙江 7 月选考,T24A)(×) 2.切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别 6 个核苷酸序列。 (×)
3.DNA 连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。
(×)
4.E·coli DNA 连接酶既可以连接平末端,又可以连接黏性末端。
DNA 序列(虚线处省略了部分核苷酸序 列)
已知 序列
PCR 引物
(4)对 PCR 产物测序,经分析得到了片段 F 的完整序列。下列 DNA 单链序列 中(虚线处省略了部分核苷酸序列),结果正确的是________。 A.5′AACTATGCG……AGCCCTT3′ B.5′AATTCCATG……CTGAATT3′ C.5′GCAATGCGT……TCGGGAA3′ D.5′TTGATACGC……CGAGTAC3′
解析:途径甲中,过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子重组,这样 才能使目的基因只在乳腺组织中表达,A 正确;途径乙中,过程Ⅱ是将目的基 因导入植物细胞,一般所采用的方法是农杆菌转化法,B 正确;途径丙中,过 程Ⅱ是将目的基因导入微生物细胞,可用 Ca2+处理大肠杆菌,以制备感受态 细胞,使其容易吸收周围环境中的 DNA 分子,C 正确;三条途径中,过程Ⅲ 依据的生物学原理不完全相同,其中途径甲和途径乙的原理是细胞具有全能 性,过程丙的原理是细胞增殖,D 错误。 答案:D
解析:(1)根据题图可知,步骤Ⅰ是获取目的 DNA 片段,所用的 EcoR Ⅰ是一种 限制酶,其能识别特定的核苷酸序列,并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。(2)步骤Ⅱ是将目的 DNA 片段连接成环状,其中 DNA 连接酶的作用是催化相邻核苷酸之间的 3′羟基和 5′磷酸间形成磷酸二酯键。 PCR 循环中,升高温度到 95 ℃是为了打开氢键使双链解旋,获得 DNA 单链; Taq DNA 聚合酶的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到引物 3′端,合成 DNA 子链。(3)引物的作用是使 DNA 聚合酶能够从引物的 3′端开始延伸 DNA 子链, 因为 DNA 的合成方向总是从子链的 5′端向 3′端延伸,故为扩增未知序列, 选择的与模板链相结合的引物应为 5′TCATGAGCGCATAGTT3′(引物④)和 5′GCAATGCGTAGCCTCT3′(引物②)。(4)分析题意可知,片段 F 的两端为 限制酶 EcoRⅠ切割后产生的黏性末端,因此其 5′端序列应为 AATT,3′端序 列应为 TTAA,B 正确。 答案:(1)限制性核酸内切(或限制) 核苷酸序列 (2)磷酸二酯键 DNA 单链 以 DNA 为模板的 DNA 链的延伸 (3)②④ (4)B
高三生物细胞工程知识点总结笔记
高三生物细胞工程知识点总结笔记细胞工程作为生物学领域的一个新兴学科,研究的是如何利用生物体内的微生物、细胞等进行工程化的技术应用。
本文将从细胞工程的基本概念入手,介绍一些常见的细胞工程技术和应用,以及细胞工程带来的发展前景。
一、细胞工程的基本概念细胞工程是指将细胞作为工程器具,利用现代生物技术改造和利用细胞的过程。
它包括三个方面的内容:细胞培养技术、细胞操作技术和细胞提取技术。
细胞工程的基本原理是通过对细胞的处理和加工,改变其性能和功能,使其在生产、医学和环境等方面发挥重要作用。
二、常见的细胞工程技术1. 基因工程技术基因工程技术是指对细胞的遗传物质进行改造的技术。
常见的基因工程技术有基因克隆、基因转导、基因敲除等。
通过这些技术,可以改变细胞内的基因组成,进而改变细胞的性状和功能。
2. 细胞培养技术细胞培养技术是指利用人工培养基和特定条件,使细胞在体外进行繁殖和增殖的技术。
细胞培养技术主要包括细胞的分离、培养和保存等步骤。
通过细胞培养技术,可以大量生产细胞用于药物研究或生物制品的生产。
3. 细胞信号转导技术细胞信号转导技术是指利用细胞内信号传递分子进行细胞功能调控的技术。
常见的细胞信号转导技术有蛋白激酶酶活性检测、细胞凋亡检测和细胞周期分析等。
通过这些技术,可以研究细胞内的信号传递机制,进一步了解细胞的生命周期和功能。
三、细胞工程的应用1. 医学领域细胞工程在医学领域的应用非常广泛。
通过细胞工程技术,可以培育人工皮肤、修复组织和器官等。
此外,细胞工程还能用于肿瘤的诊断和治疗,例如通过基因工程技术制备靶向抗肿瘤药物。
2. 环境领域细胞工程在环境领域的应用主要包括环境污染物的检测和处理。
例如,利用细胞工程技术可以研究水体中的微生物污染和细菌降解污染物的能力,进而制定相应的环境保护政策和措施。
3. 生物制药领域细胞工程在生物制药领域的应用非常重要。
通过基因工程技术,可以将目标基因导入细胞中,使其产生特定的蛋白质,进而用于药物的生产。
生物技术的原理与应用例题和知识点总结
生物技术的原理与应用例题和知识点总结生物技术是一门涉及生命科学、工程学和计算机科学等多个领域的综合性学科。
它通过对生物体的遗传物质、细胞结构和生理过程的研究,开发出各种有用的产品和技术,为人类的健康、农业、工业和环境保护等方面带来了巨大的影响。
一、生物技术的原理1、基因工程基因工程是生物技术的核心领域之一,它的基本原理是通过人工的方法将不同生物的基因进行重组,从而创造出具有新性状的生物。
这一过程包括目的基因的获取、基因载体的构建、重组 DNA 分子的导入和筛选等步骤。
例如,科学家们通过基因工程技术将胰岛素基因导入大肠杆菌中,使其能够大量生产胰岛素,为糖尿病患者提供了廉价而有效的治疗药物。
2、细胞工程细胞工程是指在细胞水平上进行的遗传操作和细胞培养技术。
它包括细胞融合、细胞培养、细胞核移植等技术。
细胞融合技术可以将不同来源的细胞融合在一起,形成具有新特性的杂种细胞。
例如,将骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞融合,产生的杂交瘤细胞能够分泌单克隆抗体,用于疾病的诊断和治疗。
3、发酵工程发酵工程是利用微生物的生长和代谢活动来生产有用物质的技术。
它包括微生物的选育、培养基的配制、发酵条件的控制等环节。
例如,利用酵母菌发酵生产酒精,利用乳酸菌发酵生产酸奶等。
4、蛋白质工程蛋白质工程是通过对蛋白质的结构和功能进行分析,然后对其基因进行改造,从而获得具有特定功能的蛋白质。
比如,通过对胰岛素分子的改造,使其在体内的作用时间延长,提高了治疗效果。
二、生物技术的应用1、医疗领域(1)疾病诊断生物技术在疾病诊断方面发挥着重要作用。
例如,通过聚合酶链式反应(PCR)技术可以快速检测病原体的基因,如新冠病毒的检测。
(2)基因治疗基因治疗是将正常的基因导入患者体内,以纠正或补偿缺陷基因的功能。
例如,治疗一些遗传性疾病,如血友病、地中海贫血等。
(3)生物制药利用生物技术生产的药物,如胰岛素、生长激素、干扰素等,为许多疾病的治疗提供了有效的手段。
人教版高中生物选修三必考知识点精编(基因工程+细胞工程)
人教版生物选修三必考知识点精编(基因工程+细胞工程)专题一1、生物的变异分为两类:①不可遗传的变异(遗传物质未发生改变,仅由于环境因素导致的)②可遗传变异(遗传物质发生改变):突变:基因突变、染色体变异基因重组(有性生殖)2、DNA重组技术(基因工程):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。
3、限制酶(全称:限制性核酸内切酶)用途:切割DNA的工具,切断两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
产生末端:粘性末端、平末端。
来源:主要在原核生物中别称:分子手术刀4、DNA连接酶用途: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。
别称:分子缝合针种类(按照来源分类):①E·ColiDNA连接酶:大肠杆菌,只能连接粘性末端。
②T4DNA连接酶:T4噬菌体,粘性末端和平末端。
5、DNA连接酶与DNA聚合酶的区别:DNA连接酶:无需模板,在2个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶:以一条DNA链为模板,在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
6、基因的运载体:别称:分子运输车①质粒:裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外,具有自我复制能力的双链环状DNA分子,可以在细菌细胞间转换。
②λ噬菌体的衍生物。
③动植物病毒7、作为运载体应该具备的条件:①必需有一个或多个限制酶的切割位点,以便目的基因可以插入到载体上。
②必需具备自我复制的能力(便于与外源基因结合)。
③必须带有标记基因(便于检测和筛选)。
④必需是安全的。
⑤大小应合适,以便提取和在体外进行操作。
8、载体的作用:①携带目的基因进入受体细胞②使目的基因在受体细胞内大量复制9、基因结构:非编码区:不能编码蛋白质,调控遗传信息的表达启动子:RNA聚合酶结合位点转录起始的信号终止子:终止RNA的合成编码区(外显子&内含子):编码蛋白质的合成10、基因工程基本操作的4个步骤:①目的基因的获取(前提)②基因表达载体的构建(核心)③将目的基因导入受体细胞(关键)④目的基因的检测与鉴定(保证)。
细胞和基因工程知识点总结
细胞和基因工程知识点总结细胞和基因工程是生物科学中非常重要的领域之一,它们涉及到了生物学的基础理论和应用技术。
在这篇总结中,我们将讨论细胞和基因工程的一些基本知识点,并探讨它们在科学研究和医学应用中的重要性。
细胞工程知识点总结1. 细胞的结构与功能:细胞是生物体的基本单位,它有许多不同的结构和功能。
细胞的结构由各种不同的细胞器组成,如细胞膜、细胞质、线粒体、内质网等。
每种细胞器都有着不同的功能,如细胞膜负责细胞的保护和物质的交换,线粒体负责能量的产生等。
2. 细胞分化与分裂:细胞分化是指一种细胞特化为特定类型的细胞,如肌肉细胞、神经细胞等。
细胞分化是多种细胞因子的调控作用下发生的,它对于维持生物体的正常生长和发育非常重要。
而细胞分裂则是指细胞在生长过程中不断分裂,产生新的细胞,以实现生物体的生长和修复。
3. 细胞的培养与筛选:细胞培养是细胞工程中非常重要的技术,它通常是用细胞培养基来培养细胞。
细胞培养可以用于生产生物药品、研究细胞的功能等。
而细胞筛选则是指通过多种方法,如荧光标记、细胞分选等,来对细胞进行筛选,以得到所需的细胞。
4. 细胞的基因编辑:细胞的基因编辑是一种非常重要的技术,它可以用于修改细胞内的基因,以实现一些特定的功能。
如CRISPR/Cas9技术就是一种非常热门的基因编辑技术,它可以用来对细胞进行特定的基因编辑。
基因工程知识点总结1. 基因的结构与功能:基因是生物体内的遗传物质,它负责生物体的遗传传递和表达。
基因的结构通常由DNA或RNA组成,它包含了生物体的遗传信息。
基因的功能非常多样,如编码蛋白质、调控基因表达等。
2. 基因的克隆与表达:基因克隆是指将某个特定的基因从一个生物体中复制出来,然后把它转移到另一个生物体中。
这种技术可以用来研究基因的功能、生产蛋白质等。
而基因表达则是指基因通过转录和翻译过程,将基因信息转化为蛋白质的过程。
基因表达的调控对于生物体的正常功能非常重要。
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。
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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。
操作水平:分子原理:基因重组(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一基因的结构:基因是有遗传效应的DNA片段(注:RNA病毒为RNA),分为编码区和非编码区。
编码区:能转录出mRNA,原核生物中也就是能编码蛋白质的区段非编码区:不能转录出mRNA,也不能编码蛋白质的区段(1)原核细胞基因的结构非编码区中存在调控遗传信息表达的核苷酸序列:①编码区上游的RNA聚合酶结合位点,即启动子,可控制RNA聚合酶的结合。
RNA聚合酶是一种蛋白质,能识别并结合调控序列中的结合位点,能催化DNA转录为RNA②编码区下游有终止子,可控制RNA聚合酶的停止、脱落。
(2)真核细胞基因的结构(调控序列)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。
(3) 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。
(4) 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4. 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。
5 . 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 单链DNA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mRNA中的碱基序列DNA碱基序列目的基因目的基因第二步: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 m RNA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1.植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
(四)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)转录翻译专题2 细胞工程(一)植物细胞工程 :细胞或细胞器水平的操作1.理论基础(原理):细胞全能性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.植物组织培养技术(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞(外植体) ―→愈伤组织―→试管苗―→植物体(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
A 植物繁殖微型繁殖:可以高效快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒:采用茎尖组织培养来除去病毒(因为植物分生区附近的病毒极少或没有)人工种子:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经人工薄膜包装得到的种子。
优点:完全保持优良品种的遗传特性,不受季节的限制;方便储藏和运输B 作物新品种培育单倍体育种:a过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型)。
b 优点:明显缩短育种年限C 突变体利用:在组织培养中会出现突变体,通过从有用的突变体中选育出新品种(如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体)D 细胞产物的生产:通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养,从而让它们能够产生大量的细胞产物。
(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。
3.植物体细胞杂交技术(1)过程:注意:核融合标志原生质融合结束再生壁形成标志着杂种细胞形成杂种植株形成标志着植物体细胞杂交技术结束目的:为了获得杂种植株原理:膜的流动性和细胞全能性(2)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇(PE G)作为诱导剂。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
(二)动物细胞工程1. 动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
原代培养定义:人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
传代培养定义:当原代培养的细胞处于接触抑制后, 用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,然后加入新的培养液,将细胞分离稀释,并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内,这个过程称传代培养.(分瓶培养的过程)细胞株:传代细胞一般能传到40-50代,遗传物质一般不会发生改变,叫细胞株细胞系:传代50代以后又出现细胞生长停滞状态,部分细胞遗传物质发生了改变,能连续传代,获得不死性,叫细胞系。
细胞株和细胞系的区别:细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→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传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。
细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)原理:细胞增殖(5)动物细胞培养需要满足以下条件①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。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。