高中生物选修三基因工程
生物选修三知识点总结
生物选修三知识点总结生物选修三是高中生物课程中的重要组成部分,涵盖了现代生物技术的多个方面。
以下是对生物选修三知识点的详细总结。
一、基因工程基因工程,又称为 DNA 重组技术,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。
(一)工具1、限制性核酸内切酶(简称限制酶):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。
2、 DNA 连接酶:连接两个 DNA 片段,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
3、载体:常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
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,便于重组DNA 的筛选。
(二)基本操作步骤1、目的基因的获取:从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增、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,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,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
3、将目的基因导入受体细胞:导入植物细胞常用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法;导入动物细胞常用显微注射法;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:分子水平的检测包括检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因、检测目的基因是否转录出了mRNA、检测目的基因是否翻译成蛋白质;个体水平的鉴定包括抗虫或抗病的接种实验等。
二、细胞工程(一)植物细胞工程1、植物组织培养:在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物体细胞杂交:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
(二)动物细胞工程1、动物细胞培养: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,让这些细胞生长和增殖。
2023年人教版高中生物选择性必修3第3章基因工程第3节基因工程的应用
第3节基因工程的应用【课程标准】举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
【素养目标】1.科学思维:基于基因工程在农牧、医药和食品等行业应用的实例,说明基因工程给社会带来的巨大进步。
2.社会责任:基于基因工程在各方面发展的前景,理性看待基因工程的安全性。
你听说过转基因鲤鱼吗?转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%~115%,它在142天后平均体重达到648 g。
除生长速度快,转基因鲤鱼对饵料的利用率也非常高,这两个因素使得转基因鲤鱼的养殖经济效益比非转基因鲤鱼提高125%。
观看视频《快速生长的转基因黄河鲤鱼》。
思考:1.提高鲤鱼生长速度的目的基因是什么?2.你还知道哪些转基因生物?基因工程有哪些方面的应用?一、基因工程在农牧业方面的应用连一连:基于基因工程在改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量等方面的应用,将下列转基因生物和选用的目的基因连线。
【警示】转基因抗虫植物与转基因抗病植物是不同的,转基因抗病植物可以抵抗病毒、真菌等,但不能抗虫。
二、基因工程在医药卫生领域的应用判一判:基于基因工程在医药卫生领域的成果和应用,判断正误。
①对微生物或动植物的细胞进行基因改造,使它们能够生产药物。
(√)②乳腺生物反应器是将药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。
(×)提示:需将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起后导入受精卵中。
③转基因动物需要进入泌乳期才能成为“乳腺生物反应器”。
(√)④用转基因动物做器官移植的供体时,只能通过抑制供体动物抗原决定基因的表达来解决免疫排斥的问题。
(×)提示:还可以设法除去抗原决定基因。
思考:作为乳腺生物反应器的动物,对性别有怎样的要求?提示:应为雌性动物。
三、基因工程在食品工业方面的应用1.基因工程菌:用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类。
2.选一选:以下叙述属于基因工程在食品工业方面应用的是①③。
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。
高中生物 人教版 选择性必修三 基因工程整合 课件 (41张)
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第3章 基因工程
生物学(选择性必修3·RJ)
3.(2021·全国甲卷)PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病
人是否感染了某种病原菌,医生进行了相关操作:①分析PCR扩增结
果;②从病人组织样本中提取DNA;③利用PCR扩增DNA片段;④采
集病人组织样本。回答下列问题: (1) 若 要 得 到 正 确 的 检 测 结 果 , 正 确 的 操 作 顺 序 应 该 是 __④__②__③__①__
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第3章 基因工程
生物学(选择性必修3·RJ)
解析:(1)PCR技术可用于临床的病原菌检测,若要得到正确的检测 结果,正确的操作顺序应该是④采集病人组织样本→②从病人组织样 本中提取DNA→③利用PCR扩增DNA片段→①分析PCR扩增结果。(2) 在 用 PCR 技 术 扩 增 DNA 时 , DNA 的 复 制 过 程 与 细 胞 内 DNA 的 复 制 类 似,操作③中使用的酶是Taq酶(热稳定DNA聚合酶),PCR 反应中的每 次循环可分为变性、复性、延伸三步,其中复性的结果是Taq酶从引物 起始进行互补链的合成。(3)DNA复制需要引物,为了做出正确的诊断, PCR反应所用的引物应该能与两条单链DNA特异性结合。(4)据分析可 知,PCR(多聚酶链式反应)技术是指一项在生物体外复制特定DNA片段 的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
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第3章 基因工程
生物学(选择性必修3·RJ)
2.(2019·江苏卷)下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传
给子代的是
(D)
A.将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌
B.将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节,本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具,是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1.知识目标:(1)简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
(2)简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2.能力目标:运用所学DNA重组技术的知识,模拟制作重组DNA模型。
3.情感、态度和价值观目标:(1)关注基因工程的发展。
(2)认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识,对于本部分内容已经有了初步了解,所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学:见学案。
2、新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1.学生的学习准备:预习《DNA重组技术的基本工具》,初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑,使教学具有针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师首先提问:A.我们以前在哪部分学习过基因工程?(必修二从杂交育种到基因工程)B.回想一下,转基因抗虫棉是怎样培育出来的?经过了哪些主要步骤?(实质是基因工程的基本操作程序: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,目的基因的检测与鉴定)从这节课开始,我们将深入学习基因工程,今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
(多媒体展示学习目标,强调重难点)(三)合作探究、精讲点拨。
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。
人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序
酶的主要原因是
。
答案:(1)解旋酶 加热至90 ℃以上 氢键
(2)Taq DNA聚合酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
解析:(1)体内进行DNA复制时,需用解旋酶破坏氢键使双链DNA解旋,而 利用PCR技术扩增目的基因时,是借助高温加热至90 ℃以上使DNA变性。 (2)PCR反应体系中进行互补链的合成时,温度需控制在72 ℃左右,则应使 用耐高温的DNA聚合酶,即Taq DNA聚合酶,而不能使用大肠杆菌DNA聚 合酶(高温下会失活)。
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
(2)在PCR技术中,为什么不直接加入解旋酶对DNA进行解旋?为什么要 求所加入的DNA聚合酶具有耐高温的特性?子链的合成为什么需要引物?
提示:DNA解旋酶既可以打开双链模板DNA,又可以打开模板DNA与引 物结合的部分,会导致复制与解旋不断地重复,达不到扩增效果。因 此,PCR反应中利用高温代替解旋酶使DNA解旋。PCR反应需要高温变性, 因此需要耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸连 接到已有的短单链核酸上,因此需要一段已知序列的短单链核酸作为引物。
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
3.启动子、终止子与起始密码子、终止密码子的区别
项目 本质 位置
作用
启动子
终止子
起始密码子 终止密码子
有特殊序列结构 有特殊序列结构 mRNA上三个 mRNA上三个
的DNA片段
的DNA片段 相邻碱基
相邻碱基
基因上游
基因下游
mRNA首端 mRNA尾端
RNA聚合酶识别
和结合的部位,驱 终止转录
人教版高中生物选择性必修第3册 (基因工程) 基因工程(3)
3.基于基因工程原理和操作程序,尝试提出某一转基因植物的方案并就其中的操作程序展开探究。
教学重点
基因工程基本操作程序的四个测与鉴定的方法。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
如果不能直接导入棉花,那下一步应该怎么做?
观察基因表达载体的构成元件,用已有知识分析每一个元件的功能。构建重组质粒需用哪些工具酶?利用已学DNA重组技术的基本工具设计。
重组表达载体的筛选
目的基因导入受体细胞——大肠杆菌
问题:连接混合物能直接导入棉花受体细胞吗?如何改பைடு நூலகம்?
虽然体外构建表达载体,解决了目的基因的导入、复制和表达问题,但是连接产物仍然是混合物,如果直接导入棉花受体细胞,转化率低,需要筛选大量转化植株。为了提高转化率,可以先导入到大肠杆菌中,筛选正确的重组表达载体。导入大肠杆菌,需要先用CaCl2处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,再将体外重组混合物分子(包含着重组质粒、质粒自身环化物、目的基因自身环化物等)溶于缓冲液中与感受态细胞混合,42℃短暂热激处理,完成转化过程。
引入新课
培育转基因抗虫棉的步骤
小结
教师创设转基因抗虫棉的产生背景和推广应用情况的情境,并利用这一情境,提出问题:“转基因抗虫棉是怎么获得的?培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤?”引发学生思考。
一、目的基因的获取
二、基因表达载体的构建
问题:怎样将Bt基因转入棉花?能否直接导入?引导学生说出已制备的目的基因,如果没有合适载体的协助,是很难进入受体细胞的,即使能进入,往往也不能进行复制和表达。
用概念图总结基因工程的基本操作程序的四部曲。
转基因抗虫棉是我国科学家自主取得的重大科技成果,了解相关知识背景能增强学生的民族自豪感和自信心,教师提出的问题又可以启迪学生
人教版·高中生物·选修3·专题1·基因工程(高三复习课件)
(2)动物细胞 显微注射法 (3)微生物细胞 Ca2+处理法(制备感受态细胞)
农杆菌转化法 原理:植物受损伤—细胞分泌酚类物质—吸引农杆菌—Ti质 粒上的T-DNA可转移到受体细胞中并整合到细胞DNA上
三、基因工程的基本流程 4、目的基因的检测和鉴定
检测目的基因是否插入受体DNA中 DNA分子杂交(Southern杂交) 检测目的基因是否转录 分子杂交(Northern杂交)
识别CCCGGG,并在C与G间切开
平末端
二、基因工程的基本工具 2、DNA连接酶
将DNA片段拼接成新的DNA分子,连接磷酸二酯键 E.coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 只能连接粘性末端 既连接粘性末端又连接平末端
3、运载体 质粒
自我复制、多个酶切位点、标记基因等
λ噬菌体衍生物、动植物病毒等
三、基因工程的基本流程 1、目的基因的获取
A.变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可 利用解旋酶实现 B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原 则完成 C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D.PCR与细胞内DNA复制相 比所需要酶的最适温度较高
3.蛋白质工程在实施中最大的难题是( ) A.生产的蛋白质无法应用 B.发展前景太窄 C.对于大多数蛋白质的高级结构不清楚 D.无法人工合成目的基因 4.下列不可能作为基因工程受体细胞的是( ) A.动物的受精卵细胞 B.人的神经细胞 C.大肠杆菌细胞 D.酵母菌细胞 5.将一个目的基因放入PCR扩增仪中,其他条件都具 备的条件下循环30次,合成的目的基因个数为( ) A.30 B.60 C.229 D.230
8.质粒是基因工程常用的载体,它的特点是(
)
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。
高中生物选修三知识点总结
高中生物选修三知识点总结一、基因工程1. 基因工程的诞生〔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,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
〔2〕基因工程诞生的理论基础是在生物化学、分子生物学和微生物学科的基础上开展起来,技术支持有基因转移载体的发现、工具酶的发现,DNA 合成和测序仪技术的创造等。
2.基因工程的原理及技术(3)基因工程操作中用到了限制酶、DNA 连接酶、运载体考点限制酶细化:限制酶主要从原核生物生物中别离纯化出来,这种酶在原核生物中的作用是识别DNA 分子的特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
①限制酶的特性是识别特定核苷酸序列,切割特定切点。
限制酶产生的末端有两种:粘性末端和平末端。
②DNA 连接酶与DNA 聚合酶的作用部位是磷酸二酯键,二者在作用上的区别为前者是恢复被限制性内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,后者单个的核苷酸连接到DNA分子上。
③作为基因工程的载体应该具备标记基因、多个限制性内切酶切点、能够在宿主细胞内复制和稳定存等特点。
⑤常见的载体种类有质粒、动植物病毒、噬菌体〔4〕基因工程四步骤: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、目的基因的检测和表达。
考点细化:①目的基因的获取方法为根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在载体上的位置、基因的转录产物、以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
②基因文库、基因组文库、cDNA 文库的区别: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,各个受体菌体分别含有这种生物的不同基因,称之为基因文库。
如果含有一种生物所有基因,叫做基因组文库。
只包含一种生物的一局部基因,这种基因文库叫做局部基因文库,如cDNA 文库。
③基因重组操作中构建基因表达载体的目的是将目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时目的基因能够表达和发挥作用。
人教版高中生物选修3课件:专题一基因工程(选修三)
的工具
运载 工具
专题1-2
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 目的基因的检测与鉴定
(一)、目的基因概念: 主要指的是编码蛋白质的结构基因。 也可以是一些具有调控作用的因因 化学方法直接人工合成
1、基因表达载体的组成
目的基因 启动子: 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, 有了它才能驱动基因转录mRNA,最终 获得蛋白质。 终止子: 一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的尾端。使 转录在所需要的地方停止。 标记基因等 是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将有目的基因 的细胞筛选出来,如青霉素基因。
③目的基因是否翻译出蛋白质
检测方法: 抗原—抗体杂交
2、个体生物学水平的鉴定
例2、回答有关基因工程的问题因工程的问题: (1)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后, 可能产生粘性末端,也可能产生___ 平 末端。若要在限制酶切割目 的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生 _____ 相同(相同,不同)粘性末端的限制酶。 (2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛 素基因及其启动子等,其中启动子的作用是 提供RNA聚合酶 特异性识别结合位点,驱动基因转录 。在用表达载体转化大肠杆菌时, 2+ Ca 常用 处理大肠杆菌,以利于表达载体进入:为了检测胰岛 素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与 DNA—RNA分子杂交 mRNA杂交,该杂交技术称为 。为了检测胰岛 素基因转录的mRNA是否翻译成 _,常用抗原胰岛素原(蛋白质) 抗体杂交技术。 如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的 基因插入农杆菌Ti质粒的 T—DNA 中,然后用该农杆菌感染植物 细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 染色体 上。
人教版教学课件基因工程课件(人教版高中生物选修3)
▲“黏性末端”和“平末端”
当限制酶在它识别序列的中心轴线的两侧将 DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端. 而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开 时,产生的则是平末端。
思考:
1. 要想获得某一个特定性状的基因(即” 目的基因”)必须要用限制酶切几个切口?可 产生几个黏性末端? 要切两个切口,产生四个黏性末端.
▲基因工程的基本操作流程
▲基因工程的基本操作程序主要包括
四个基本步骤:
1)目的基因的获取 2)“基因表达载体”的构建 3)将目的基因导入受体细胞(即“转化”) 4)目的基因的检测与鉴定
步骤一:目的基因的获取
▲什么叫目的基因? 主要是指编码蛋白质的结构基因.
▲获取目的基因的途径有哪些?
3.直接人工合成(适合于基因较小且已知 其核苷酸顺序)
▲如何将目的基因(如上例中的“抗虫 基因”)导入受体细胞(即接受目的基因 的生物的细胞,如上例中的棉花细胞)?
----导入过程需要运输“目 的基因”的工具——载体。
▲注意: 一般地,不能将目的基因直接导入受体细胞.
▲载体是什么(生物化学 成分)?它从哪里获得?它 是如何承载目的基因的?
3.基因进入受体细胞的载体---“分子运输车”.
▲利用PCR技术扩增“目的基因”.
1.概念:PCR即“聚合酶链式反应”,是一种在生 物体外复制特定DNA片断的技术. 2.原理:DNA的半保留复制. 3.过程:(见图). 4.优点:大量获取目的基因.(指数式扩增, 近2n)
▲提示与思考:
1.图中的“模板DNA” 就是已知核苷酸序列 的目的基因. 2.引物是人工合成 的,与模板DNA(即目 的基因)互补,作用是 使___. 3.加热的作用是使 _________. DNA解链 4.聚合酶(Tap酶)是 指____(选:DNA聚合 酶;RNA聚合酶),其特 点是_________. 5.原料是_________. 6.每扩增一次,目的 基因的数目增加___. 7.“退火”
高中生物选修三知识点归纳
选修3复习提纲一、基因工程1、(a)基因工程的诞生(一)基因工程的概念基因工程是指依据人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,给予生物以新的遗传特性,创建出更符合人们须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。
2、(a)基因工程的原理与技术原理:基因重组技术:(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别纯化出来的。
(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T4DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区分: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,它是一种袒露的、结构简洁的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制实力的双链环状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:目的基因的获得1.目的基因是指:编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因实行干脆分别获得,真核基因是人工合成。
高中生物选修3(浙科版)知识点总结
高中生物选修3(浙科版)知识点总结第一章基因工程一、工具酶的发现和基因工程的诞生1.基因工程的概念基因工程是将一种生物的基因转移至另一种生物体中,使其产生需要的基因产物或获得新的遗传性状。
基因工程的核心是构建重组DNA分子。
2.基因工程的基本工具限制性核酸内切酶(限制酶)是“分子手术刀”,能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并切割使其断开,具有专一性。
DNA连接酶是“分子缝合针”,将具有末端碱基互补的DNA片段连接在一起形成重组DNA分子。
载体是“分子运输车”,具有自我复制能力的双链环状DNA分子,能在受体细胞中复制并稳定保存,供外源DNA片段插入和重组DNA鉴定和选择。
二、基因工程的原理和技术基因工程的基本原理是让目的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。
为了实现基因工程,需要准备多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素,并按照一定的程序进行操作:目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA导入受体细胞(宿主细胞),筛选含有目的基因的受体细胞、基因表达。
目的基因的获得有两种方法:一种是目的基因的序列已知,可以用化学方法合成目的基因,或者用聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因;另一种是目的基因的序列未知,需要建立一个包括目的基因在内的基因文库,从中寻找目的基因。
形成重组DNA分子的方法是使用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA,然后用DNA连接酶将它们连接在一起,形成重组DNA分子。
将重组DNA分子导入受体细胞的方法是使用适当的方法将形成的重组DNA分子转移到合适的受体细胞中,常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
筛选含有目的基因的受体细胞需要使用选择性培养基进行筛选,因为并不是所有细胞都能接纳重组DNA分子。
最后,目的基因在宿主细胞中表达,能产生人们需要的功能物质。
基因工程的核心是构建重组DNA分子,而DNA的遗传信息传递方式的认定、限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体的发现与应用为基因工程提供了技术上的保障。
新教材人教版高中生物选择性必修3第3章基因工程 课后练习题及章末检测含答案解析
第三章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具 (1)第2节基因工程的基本操作程序 (7)第3节基因工程的应用 (13)第4节蛋白质工程的原理和应用 (19)第三章达标检测 (25)第1节重组DNA技术的基本工具[基础达标]题组一基因工程的概念及诞生和发展1.下列叙述符合基因工程概念的是( )A.在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组,赋予生物新的遗传特性B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的大肠杆菌菌株C.用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上【答案】B【解析】基因工程是在生物体外将DNA进行重组形成重组DNA分子,然后导入受体细胞,赋予生物新的遗传特性,A错误;将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株,这是基因工程技术的应用,B正确;用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株,这是诱变育种,与基因工程无关,C错误;基因工程是按照人们的意愿,对生物进行定向改造,而自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA 上不符合基因工程的概念,D错误。
2.下列有关基因工程诞生的说法,不正确的是( )A.基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的B.工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能C.遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据D.基因工程必须在同物种间进行【答案】D【解析】基因工程可在不同物种间进行,它可打破生殖隔离的界限,定向改造生物的遗传性状。
题组二限制酶和DNA连接酶3.根据下图判断,下列有关工具酶功能的叙述,错误的是( )A.限制酶可以切断a处B.DNA聚合酶可以连接a处C.解旋酶可以使b处解开D.DNA连接酶可以连接c处【答案】D【解析】限制酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键,A正确;DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的末端,形成磷酸二酯键,B正确;解旋酶能解开碱基对之间的氢键,即将b处的氢键断开,C正确;DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖,如a处,形成磷酸二酯键,而图示的c处连接的是同一个脱氧核苷酸内的磷酸和脱氧核糖,D错误。
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
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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···G
···TG CG··· ⑧···CTTAA
⑤ G··· ⑥···GC ⑦ GT··· AATTC···
ACGTC··· ···CG CA··· G···
第5章 生态系统及其稳定性
2.2 基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:
1、 目的基因的获取 ; 2、 基因表达载体的构建; 3、 将目的基因导入受体细胞 ; 4、 目的基因的检测与鉴定 。 其中核心构建和比较
一、获取目的的基因:
依据基因的核苷酸序列、基因的功能、 基因在染色体上的位置、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。
基础理论 技术发明
1)目的基因的获取 2)基因表达载体的构建 3)将目的基因导入受体细胞 4)目的基因的检测和鉴定
基础理论和技术的发展催生了基因工程
• DNA是遗传物质的证明 • DNA双螺旋结构和中心法则的确立 • 遗传密码的破译 • 基因转移载体的发现 • 工具酶的发现 • DNA合成和测序技术的发明 • DNA体外重组的实现 • 重组DNA表达实验的成功 • 第一例转基因动物问世 • PCR技术的发明
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。
3、特点: 特异性----特定序列、特定位点 4、结果: 形成DNA的双链片段
黏性末端 片段的末端的形式
平末端
(二) DNA连接酶---“分子缝合针”
1、种类:两类
E·coli DNA连接酶:连接黏性末端 T4 DNA连接酶 :连接黏性末端和 平末端
(1)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; (2)使目的基因能够
表达 和发挥作用
二、基因表达载体的构建
2、过程: 载体
目的基因
同一种限制酶
具有黏性末 端的载体
具有相同黏性末 端的目的基因
DNA连接酶
重组DNA分子 (重组载体)
二、基因表达载体的构建
3、组成:
启动子+目的基因+终止子+标记基因+(复制原点)
分子 水平 鉴定
4、个体水平的鉴定:抗虫、抗病等的感染、 接种实验
A
磷
酸
二
T
酯
键
大肠杆菌(EcoRI)的一种限制酶能识别GAATTC序列,
并在G和A之间切开。
限制酶所识别的序列有什么特点? 限制酶所识别的序列,无论是6个碱基还是4个、8个 碱基,都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链 DNA上的碱基是反向对称重复排列的。
一、获取目的基因
1、目的基因:在基因操作中使用的外源基因。它 主要是 编码蛋白质 的基因,也可以是一些具有调 控作用的因子。
一、获取目的同基因的许多DNA片 段,导入到受体菌的群体中储存,各个受体是否 含目的基因。如将 来可用含青霉素的 培养基鉴别,将含 目的基因的细胞筛 选出来。
有切割位点
能带着插入的目 的基因一起复制
PCR技术—聚合酶链式反应
①概念:
是一项在生物体外复制特定 DNA片段的核酸合成技术
②原理:
DNA双链复制的基本原理
PCR扩增仪
③前提:
一段已知的目的基因的核苷酸序列
• 含有某种限制酶的细胞,其DNA分子中或者不具 备这种限制酶的识别切割序列,或者通过甲基化 酶将甲基转移到所识别序列的碱基上,使限制酶 不能将其切开。
基因工程培育抗虫棉的简要过程:
苏云金芽孢杆菌
普通棉花(无抗虫基因)
提取
与运载体DNA拼接
抗虫基因
棉花细胞(含抗虫基因)
导入
转基因棉花植株
基因工程操作的四个基本步骤
启动子:位于基因的首端的一段特殊的DNA片 断,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了 它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得蛋白 质
终止子:位于基因的尾端的一段特殊的DNA片 断,能终止mRNA的转录
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,从而将有目的基因的细胞筛选出来
限制酶在原核物中的作用
(D )
A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA
练习
3.有关基因工程的叙述中,错误的是( D ) A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性
状,培育生物新品种 B、重组DNA的形成在生物体外完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体
练习
①
···CTGCA ②···AC ③GC··· ④···G
一、获取目的基因
2、获取方法: (2)用PCR技术扩增目的基因
PCR结果: 使目的基因以 指数 形式在短时间内大 量扩增。
一、获取目的基因
2、获取方法: (3)用化学方法人工合成
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
1、目的:
三、将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念 2、转化的方法 此外 植物:农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 还有 动物:显微注射技术
微生物:Ca2+处理法 3、转化的受体细胞
植物:常用体细胞 动物:受精卵 微生物:常用大肠杆菌、酵母菌等
四、目的基因的表达和鉴定
1、导入的鉴定:DNA分子杂交技术 2、转录的鉴定:核酸分子杂交技术 3、翻译的鉴定:抗原-抗体杂交技术
一、获取目的基因
2、获取方法: (2)用PCR技术扩增目的基因
PCR技术:在生物 体外 复制特定 DNA片段 的 核酸合成技术。 PCR技术原理: DNA双链复制 。
一、获取目的基因
2、获取方法: (2)用PCR技术扩增目的基因
过程:
90℃-95℃:目的基因的双链模板在热力作用下, 氢键 断裂,形成单链DNA; 55℃-60℃: 引物 与单链模板相应互补序列结合;
基本过程 获取基因—体外重组—导入基因—表达基因
结果
人类需要的新的生物类型和生物产品
二、DNA重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 载体——“分子运输车”
(一)限制性核酸内切酶(限制酶)---“分子手 术刀”
1、来源:主要是从原核生物中分离纯化而来 2、作用:识别某种双链DNA分子特定的核苷
要对天然质粒进行人工改造
练习
1.以下说法正确的是(C )
A、所有的限制酶只识别一种特定的核苷酸序 列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是:具有一个 或多个限制酶切点,以便与外源基因连接
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成 氢键
练习
2. 不 属 于 质 粒 被 选 为 基 因 运 载 体 的 理 由 是
黏性末端
黏性末端 黏性末端:被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带 有几个伸出的核苷酸,他们之间正好互补配对,这样 的切口叫黏性末端。
平末端:当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时, 切开的DNA两条单链的切口,是平整的,这样的切口 叫平末端。
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时,产
。生的是黏性末端。当限制酶从识别序列的中心轴 线处切开时,产生的是平末端
• 原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵,但是, 生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御 机制,以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细 菌的一种防御性工具,当外源DNA侵入时,会利 用限制酶将外源DNA切割掉,以保证自身的安全。 所以,限制酶在原核生物中主要起到切割外源 DNA、使之失效,从而达到保护自身的目的。
2、作用部位:磷酸二酯键
(三) 运载体---“分子运输车”
1、运载体的作用: (1)将目的基因转移到受体细胞中去; (2)使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传; (3)使目的基因能够表达和发挥作用。
2、运载体必须具备的条件:
(1)具有一个或多个限制酶切点,以便与目的基因连接; (2) 能够在受体细胞中复制并稳定地保存,以便目的基
④条件:
模板DNA (含有目的基因) 四种脱氧核苷酸 热稳定DNA聚合酶(Taq酶) 一对引物 温度控制
⑤方式:以_指__数__方式扩增,即__2_n_(n为扩增循 环的次数)
⑥结果:
目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增
⑦过程:
a、DNA变性(90℃-96℃):双链DNA模板 在热作用下,_氢__键__断裂,形成__单__链__D_N_A___
70℃-75℃:在 DNA聚合酶(Taq酶) 作用下进 行延伸。
一、获取目的基因
2、获取方法: (2)用PCR技术扩增目的基因 PCR技术的条件: 模板: 目的基因两条链 原料: 四种游离的脱氧核苷酸 引物:(一小段与目的基因模板链互补的)一对DNA
单链
酶: 热稳定DNA聚合酶(Taq酶) 温度控制: 高温→低温→中温
b、退火(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__D_N_A_链___。
重组(基因表达)载体的结构组成 复制原点+启动子+目的基因+终止子+标记基因
因的遗传; (3)具有某些标记基因,以便进行重组DNA的筛选。
(如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因 等 ); (4)对受体细胞无害; (5) 大小合适,以便提取和体外操作。
常用的运载体有:
质粒,λ噬菌体的衍生物,动植物病毒等
质粒是基因工程最 常用的运载体,它广泛 地存在于细菌中,是细 菌拟核DNA外能够自主 复制的很小的环状DNA 分子,大小只有普通细 菌拟核DNA的百分之一。
§1-1DNA重组技术的基本工具