基因工程笔记总结
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。
生物基因工程知识点总结
生物基因工程知识点总结一、概述生物基因工程是指利用生物学、生物化学、分子生物学等多学科知识和技术手段对生物体的基因进行改造和调控的科学技术。
通过对基因的修饰、转移和表达,可以改变生物体的遗传特性,实现对生物体的功能和性状的改良。
生物基因工程在农业、医药、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
二、基因工程的主要技术1.重组DNA技术重组DNA技术是指利用DNA分子重组、剪接和合成等手段,将来自不同生物体的DNA片段进行组合,构建新的DNA分子。
重组DNA技术的核心是DNA的克隆,包括DNA片段的插入、DNA连接和DNA复制等步骤。
重组DNA技术为基因工程的实施提供了基础和工具。
2.基因克隆技术基因克隆技术是指通过重组DNA技术将目标基因从一个生物体中提取并扩增,然后将其插入到另一种生物体的染色体中,使目标基因在新的宿主中得到表达。
基因克隆技术可以用于基因的纯化、基因的表达以及基因功能的研究等方面。
3.基因转导技术基因转导技术是指将外源基因导入到目标细胞或生物体中的技术。
常用的基因转导技术包括病毒介导的基因转导、质粒介导的基因转导和基因枪介导的基因转导等。
基因转导技术可以用于将特定基因导入到细胞中,实现基因表达或基因敲除等目的。
4.基因编辑技术基因编辑技术是指通过直接修改生物体的基因组,实现对基因的精确编辑和修饰。
常用的基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统、TALEN 和ZFN等。
基因编辑技术可以实现基因的插入、删除、修改和替换等操作,用于研究基因功能和治疗基因相关疾病具有重要意义。
三、应用领域1.农业领域生物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生物技术的开发。
转基因作物通过引入抗虫、抗病、抗逆性等基因,提高作物的产量和品质,降低农药使用量,改善农业生产环境。
农业生物技术的开发包括农业生物育种、无性繁殖和抗病虫害等方面的技术创新。
2.医药领域生物基因工程在医药领域的应用主要包括基因药物的研发和基因诊断技术的应用。
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。
基因工程的原理与应用例题和知识点总结
基因工程的原理与应用例题和知识点总结基因工程,这个听起来充满科技感的词汇,其实已经在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。
它就像是一把神奇的钥匙,打开了生命奥秘的大门,让我们有能力对生物的基因进行改造和重组,从而实现各种奇妙的目标。
接下来,让我们一起深入了解基因工程的原理,并通过一些例题来巩固知识,同时总结其广泛的应用。
一、基因工程的原理基因工程,简单来说,就是在分子水平上对基因进行操作的技术。
它基于几个关键的原理:首先是“中心法则”。
我们知道,遗传信息从 DNA 传递到 RNA,再从 RNA 翻译成蛋白质,这是生命遗传信息传递的基本规律。
基因工程就是要在这个过程中进行干预。
其次,基因是具有特定碱基序列的 DNA 片段。
通过特定的工具,我们能够识别、切割和连接这些片段。
再者,不同生物的基因具有相同的化学本质,这意味着我们可以将一种生物的基因转移到另一种生物中,并使其发挥作用。
而实现基因工程操作的关键工具包括限制酶、DNA 连接酶和载体。
限制酶能够识别特定的碱基序列,并在特定的位点切割 DNA 分子;DNA 连接酶则负责将切割后的 DNA 片段连接起来;载体,如质粒、噬菌体等,能够将目的基因运送到受体细胞中。
二、基因工程的例题为了更好地理解基因工程的原理,让我们来看几个例题。
例 1:假设我们要从一种细菌中获取一个具有抗药性的基因,并将其转移到一种植物细胞中,使其获得抗药性。
首先,我们需要使用特定的限制酶来切割含有抗药基因的细菌 DNA 和植物细胞的 DNA。
然后,用 DNA 连接酶将抗药基因与植物细胞的 DNA 连接起来。
最后,通过适当的方法将重组后的 DNA 导入植物细胞。
例 2:给定一段 DNA 序列,要求找出可能的限制酶切割位点。
这就需要我们熟悉常见限制酶的识别序列,并运用相关知识进行分析。
三、基因工程的应用基因工程的应用范围极其广泛,给人类带来了诸多的好处。
在农业领域,基因工程使得我们能够培育出具有优良性状的农作物。
生物基因工程知识点总结
生物基因工程知识点总结
生物基因工程是一门研究和应用生物技术的学科,利用DNA重组技术和其他分子生物学工具来研究和改造生物体的基因,并开发新的生物技术和产品。
以下是生物基因工程的一些主要知识点:
1. DNA重组技术:包括限制性内切酶、DNA连接酶、DNA合成酶、PCR等技术,用于切割、连接和合成DNA分子。
2.基因克隆:通过将目标基因从某个来源分离并插入到载体DNA中,然后将该重组DNA导入到宿主细胞中进行复制来克隆基因。
3. 变异体制备:利用基因工程技术对生物体的基因进行人为的改变,以获得具有特定功能或性状的变异体。
4. 基因表达调控:通过控制基因的转录和翻译过程,调节基因在细胞中的表达量和时机。
5. 载体构建:选择合适的载体并将目标基因插入到载体中,以便在宿主细胞中进行复制和表达。
6. 基因传递和转导:将重组的DNA导入到宿主细胞中,使其被接受和表达。
7. 基因组编辑:利用CRISPR-Cas9等工具,直接编辑生物体的基因组,实现精确的基因改造。
8. 蛋白质表达和纯化:利用重组DNA技术在宿主细胞中表达目标蛋白,并通过纯化技术获得高纯度的蛋白质。
9. 基因治疗:通过导入功能性基因修复或取代某种疾病引起的基因缺陷,用于治疗遗传性疾病。
10. 转基因技术:将外源基因导入到生物体中,使其具有特定的新功能或性状。
以上只是生物基因工程的一些主要知识点,实际上这只是冰山一角。
随着生物技术的不断发展,生物基因工程领域的知识不断增加和更新,我们需要不断学习和掌握新的技术和知识。
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。
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。
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新兴的科学,主要是通过改变基因结构并将其用于创造新型物种来解决现今生物科技技术领域中的一系列问题。
它具有高度的发展潜力,可以在许多领域发挥强大的作用,如化学工程、物理工程和信息技术等。
它的应用有助于改变现有的物种、修复基因缺陷和开发新的基因特征。
在本文中,将讨论基因工程的基本理念、过程、技术和应用。
1、基本理念基因工程是一种技术,可以用来修改和改变基因特征。
它将基因的改变带入生物体,从而影响其物种性状。
主要思想是通过引入外源基因改变或修改本地基因,使生物体产生新的特性,如生产特定蛋白质、抗病毒性或种植新品种等。
2、过程步骤一:选择要改变或修改的基因,并确定改变或修改的目的。
步骤二:将基因片断复制或增殖,以便将它们移植到其他有机体中。
步骤三:将克隆的基因片段植入有机体中,以便基因改变或修改产生一种新的特性。
步骤四:观察和测试植入的基因是否发挥预期的作用。
3、技术分子克隆是基因工程最常用的技术之一。
分子克隆程序是指把一段小片段的DNA剥离、复制和植入一个有机体中。
此外,原核表达系统(PEER)也是基因工程中常用的技术,它可以把不可见的DNA序列与可见蛋白质相互连接,使基因的遗传特性在实验室中可见。
4、应用基因工程的应用可以帮助科学家创造新的细胞、物种和药物等。
例如,它可以用于制造抗病毒治疗或抗生素,以帮助解决抗药性问题,以及修改物种和植物,以改变他们的生长特征、口感和外观等。
此外,它还可以用于设计新的生物分子装置,帮助科学家解决日常问题。
综上所述,基因工程是一种令人兴奋的技术,它可以解决日常生物科学问题,并帮助人类的社会发展。
其优点在于可以节省时间和金钱,以及减少了较少的和谐,例如使用抗生素抵抗病毒。
虽然基因工程在一定程度上提高了人们的生活质量,但也存在一些风险。
它可能会导致过度开发、环境污染和细胞和生物变异等不良后果。
因此,未来的发展将要求科学家做出更多的选择,以确保其应用的安全性和有效性。
基因工程技术 笔记整理
基因工程技术:按照人们的愿望,进行严密的设计,通过体外DNA重组和转移等技术,有目的地改造生物种性,使现有物种在较短的时间内趋于完善,创造出新的生物类型.质粒是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1-200kb不等,为双链、共价闭合环状DNA 分子cccDNA,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中,它具有自主的复制和转录系统。
质粒在细胞内的复制一般有二种:紧密控制型(stringent control)和松弛控制型(relaxed control)。
前者只在细胞周期的一定阶段进行复制,通常每个细胞内只含有一个或几个质粒分子;后者在整个细胞周期中随时可以复制,在每个细胞中有许多拷贝。
质粒的不相容性:利用共同复制系统的不同质粒不能在同一宿主细胞中共存。
从细胞中分离质粒DNA 的方法都包括3个基本步骤:培养细菌使质粒扩增;收集和裂解细胞;分离和纯化质粒DNA。
溶菌酶:破坏菌体细胞壁;SDS和Triton X—100:使细胞膜裂解。
染色体DNA通常用于构建基因组文库和Southern杂交等。
基因组DNA的提取植物基因组DNA提取:提取缓冲液(Tris。
Cl—保持pH,EDTA,NaCl,SDS),氯仿/戊醇/乙醇溶液—沉淀和抽提DNA,异丙醇—沉淀DNA(提染色体),TE(Tris.Cl,EDTA)——溶解DNA,RNase—保存液,降解RNA,NaAC-加盐,70%乙醇—漂洗.细菌基因组DNA提取:SDS,蛋白酶K,氯仿:异戊醇(24:1)—- 沉淀DNA,苯酚:氯仿:异戊醇(25:24:1)-- 抽提,70%乙醇-漂洗,TE,NaCl—调节离子强度,RNase A,CTAB/NaCl 溶液—CTAB——一种阳离子去污剂,具有从低离子强度溶液中沉淀核酸和酸性多聚糖的特性,异丙醇/无水乙醇—沉淀上清液。
总RNA制备mRNA的分子结构容易受到RNA酶的攻击反应而降解,加上RNA 酶极为稳定而且广泛存在,因此,在提取过程中应严格防止RNA 酶的污染并设法抑制其活性,这是实验成败的关键.仪器—玻璃器皿:200℃烘2h,塑料器皿:DEPC水液处理—所有器皿最后硅烷化处理。
高考常考基因工程知识点
高考常考基因工程知识点基因工程是生物学和生物技术中的一个重要分支,也是高考中常考的知识点之一。
它涉及到人类对遗传物质DNA的操作,以达到改变生物体特征的目的。
本文将以简明扼要的方式介绍高考中常被考察的基因工程知识点,包括基因工程的定义、重要技术、应用领域以及伦理道德问题等内容。
一、基因工程的定义基因工程是指通过技术手段对细胞或有性生殖生物的基因进行人工改造,以达到某种预期效果的技术。
核心方法是将目标基因从一个生物体转移到另一个生物体中,实现基因的增加、删除或修饰。
该技术的兴起给农业、医学和生物工程等领域带来了革命性的变革。
二、重要技术1. DNA重组技术:通过将不同来源的DNA片段进行切割和连接,可以合成新的DNA序列。
其中最重要的技术是限制性酶切和DNA连接酶。
2. DNA克隆技术:将目标基因插入到载体DNA中,并通过细菌进行复制和扩增。
常用的载体有质粒和噬菌体。
3. DNA测序技术:用于确定DNA序列的方法。
包括Sanger测序和新一代测序技术。
测序技术的发展极大地促进了基因工程的研究和应用。
三、应用领域1. 农业领域:基因工程在农业领域的应用主要包括转基因作物和转基因动物。
转基因作物常见的有抗虫、抗病作物。
转基因动物则可以用于提高农业生产效率和改良畜禽品种。
2. 医学领域:基因工程在医学领域的应用主要包括基因治疗、基因诊断和基因药物。
基因工程可以通过修复或替代有缺陷的基因来治疗遗传性疾病。
同时,基因工程也可以开发出用于基因诊断和基因靶向治疗的药物。
3. 生物工程领域:基因工程在生物工程领域的应用涉及到生物制药、酶工程和生物燃料等方面。
通过利用基因工程技术,可以制造出大量的蛋白质药物和高效酶催化剂,同时也可以利用微生物进行生物能源的制造。
四、伦理道德问题基因工程的发展也带来了一系列的伦理道德问题。
其中最常被讨论的问题包括食品安全问题、资源分配问题、基因隐私和克隆技术等。
对于这些问题,社会各界需要进行广泛而深入的讨论和研究,以寻找到既能促进科技发展又能保障人类福祉的平衡点。
基因工程笔记总结
基因工程笔记总结一、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。
又称为DNA重组技术。
(一)基因工程的理论基础。
1. DNA是遗传物质。
- 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,这为基因工程中对DNA的操作提供了理论依据。
2. DNA双螺旋结构和中心法则的确立。
- 沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型,阐明了DNA的结构特点,为DNA的切割、连接等操作提供了可能。
- 中心法则揭示了遗传信息的传递规律,使得人们能够理解基因表达的过程,从而在基因工程中对目的基因的表达进行调控。
3. 遗传密码的破译。
- 遗传密码的破译使得人们能够根据蛋白质的氨基酸序列推测出相应的DNA序列,反之亦然,这有助于在基因工程中准确获取目的基因并预测其表达产物。
二、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)- 来源:主要从原核生物中分离纯化而来。
- 作用: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。
例如,EcoRI限制酶识别的序列是 - GAATTC -,在G和A之间切开。
- 结果:产生黏性末端(如EcoRI产生的是黏性末端)或平末端。
2. “分子缝合针”——DNA连接酶。
- 类型。
- E.coli DNA连接酶:来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来。
- T4 DNA连接酶:来源于T4噬菌体,既可以连接黏性末端,也可以连接平末端。
- 作用:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3. “分子运输车”——载体。
- 种类。
- 质粒:是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子,是基因工程最常用的载体。
- λ噬菌体的衍生物:经过改造后可作为基因工程的载体。
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、基因工程的概念基因工程,又称为重组 DNA 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。
基因工程是在 DNA 分子水平上进行的操作,它打破了物种之间的界限,实现了不同物种之间基因的重新组合。
二、基因工程的工具1、限制性核酸内切酶(简称限制酶)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。
限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。
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。
根据来源不同,DNA 连接酶可以分为两类:E·coli DNA 连接酶和 T4DNA 连接酶。
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:能够在宿主细胞中复制并稳定保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有标记基因,便于进行筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取目的基因是指人们所需要的编码蛋白质的结构基因。
获取目的基因的方法主要有: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。
2、基因表达载体的构建基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
一个基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
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。
终止子位于基因的尾端,也是一段有特殊结构的 DNA 片段,能终止转录。
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受体细胞是基因工程的关键步骤。
根据受体细胞的不同,导入的方法也有所不同。
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。
基因工程复习笔记
基因工程复习笔记第一章一、电泳电泳(eletrophorosis) :带电荷的分子在电场中以一定的速率向与其电荷性质相反的电极移动.移动速度称为电泳迁移率。
影响因素:1 电泳迁移率同电场的强度和分子本身所带的净电荷数目成正比。
2. 电泳迁移率同分子与介质的摩擦系数成反比。
3当电场强度一定,电泳介质相同,电荷相同的分子在电场中迁移的速度主要取决于分子本身的大小和形状(构型)。
4分子形状相似的分子的迁移速度主要与分子量相关: 分子量越大,移动越慢。
指示剂:溴酚蓝(Bb):常用指示剂。
分子量670,分子筛效应小,近似于自由电泳,呈蓝紫色。
二甲苯青(Xc):分子量554.6,呈蓝色,迁移速度比Bb慢。
染料:溴化乙锭(EB)1、聚丙烯酰胺凝胶电泳优点:比琼脂糖凝胶的分辨率高的多;回收DNA样品纯度高,无色透明,韧性好,银染的凝胶干燥后可长期保存;能装载的DNA量大,达每孔10μgDNA。
2 、SDS-PAGE 原理:SDS是蛋白质的变性剂,使煮沸变性的蛋白质维持线性状态,并与蛋白质结合,使蛋白质带上相同密度负电荷。
SDS与蛋白质结合使蛋白质构象改变,成为形状近似雪茄状的长椭圆棒,SDS-蛋白质复合物短轴相同,而长轴与蛋白质的分子量成正比。
蛋白质-SDS复合物电泳的迁移率不受蛋白质原有电荷和形状的影响,只与椭圆棒的长度,即蛋白质分子量有关。
二、PCR技术定义:聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术,以DNA为模板,在引物、dNTPs、Taq酶的作用下,经变性-退货-延伸反复循环,使某个基因在体外特异性地扩增。
PCR法的原理也是利用人工合成带突变位点的诱变引物,通过PCR 扩增而获得定点突变的基因或DNA片段。
影响因素:(1)Taq DNA聚合酶(具有5’→3’聚合酶活性和5’→3’外切酶活性,但没有3’→5’外切酶活性因此不能修复错误的碱基配对)。
(2)引物(primer)一般引物设计为长15—30bp;位置与待扩增的模板DNA区段的两3’端序列互补(5‘端相同)的短DNA;引物的碱基组成:尽可能提高G+C含量,避免连续相同碱基排列或内部回文序列,避免形成引物二聚体。
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。
基因工程笔记
加热或强酸、碱性作用可以使DNA双螺旋的氢键断裂,双链解离,形成单链DNA,这称为DNA的变性。
解除变性的条件后, 变性的单链可以重新结合起来,形成双链,其原有的特性和活性可以恢复,这称DNA复性, 也叫退火。
✧PCR技术的特点:1)高度的灵敏性(1 copy-------- 109);2)特异性,引物设计的最大原则是最大限度地提高扩增效率和特异性;同时尽可能减少非特异性扩增。
引物设计:(1)序列应位于高度保守区,与非扩增区无同源序列。
(2)引物长度以15-40 bp为宜。
(3)碱基尽可能随机分布,G+C占50-60%。
(4)引物内部避免形成二级结构。
(5)两引物间避免有互补序列。
(6)引物3’端为关键碱基;5’端无严格限制。
3)操作简便易行,PCR扩增法只需要数小时,就可以用电泳法检出1μg基因组DNA中仅含数个拷贝的模板序列。
4)用途广泛,生命学科、医学工程、遗传工程、疾病诊断、法医学、考古学。
✧PCR的反应体系和方法:PCR管加热使模板变性, 退火使引物与模板DNA互补,延伸需将反应温度升至中温( 72℃),在Tap多聚酶的作用下,以dNTP为原料,以引物为复制的起点,合成新链。
如此重复改变反应温度,即高温变性、低温退火和中温延伸三个阶段为一个循环,每一次循环使特异区段的基因拷贝数放大一倍,一般样品是经过30次循环,最终使基因放大了数百万倍; 将扩增产物进行电泳,经溴化乙锭染色,在紫外灯照射下肉眼能见到扩增特异区段的DNA带。
1、反应体系(总体积:50-100ul)Buffer 缓冲液dNTP 原料Primer 引物DNA分子模板Taq酶DNA聚合酶2、PCR反应条件1)PCR反应成分(1)模板单、双链DNA均可。
不能混有蛋白酶、核酸酶、DNA聚合酶抑制剂、DNA结合蛋白类。
一般100ng DNA模板/100L。
模板浓度过高会导致反应的非特异性增加。
(2)引物浓度0.1-0.5mol/L,浓度过高易导致模板与引物错配,反应特异性下降。
基因工程基础知识复习归纳
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展拼接重组,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.基因工程概念的开展: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.基因工程的根本步骤〔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,别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:摘要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。
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四.T7 DNA聚合酶
1. T7 DNA聚合酶特点
活性:
5’3’聚合高!
5’3’外切无
3’5’外切高
2. T7 DNA聚合酶的应用
合成:高活性,几kb,不受DNA二级结构的影响
标记:类似T4(取代合成)
末端补平:类似T4
第六节核酸修饰酶
一.修饰的T7 DNA聚合酶
(2)原理:电泳分离RNA,并将之转至尼龙膜上(blot),以标记好的探针(DNA)与之杂交。
实验过程基本上同Southern
Southern blot和Northern blot区别:
1)RNA分子较小,不需进行限制性内切酶切割;
2)在进样前用甲基氧化汞、乙二醛或甲醛使RNA变性,而不用NaOH,因为它会水解RNA的2’-羟基基团;
第一步:制胶
第二步:样品制备
第三步:点样
第四步:跑电泳
第五步:紫外灯下检测,拍照
第六步:数据处理
缓冲体系:
TAE, pH 8.0, ~50 mM- Tris, Acetate, EDTA
TBE, pH 8.0, ~50 mM- Tris, Borate, EDTA
影响迁移率的因素:
凝胶的孔径
电压
DNA片段长度及结构
活性:
5’3’聚合更高(*3)!
5’3’外切无
3’5’外切无!
修饰的T7 DNA聚合酶的应用:
合成能力:更高、更快、更强!
标记:重在“掺”与
末端补平:
二.激酶(kinase) &磷酸酶(phosphotase)
T4多核苷酸激酶
(1)特点
来源:T4噬菌体pseT基因编码;
活性:5’-OH加磷酸;
(2)T4 kinase5’末端标记的机理
一次RPA就能完成10多次Northern Blot的工作,加快研究速度。
用酸性磷酸酶处理使其脱磷酸,使5‘OH基国暴露,同多核苷酸激酶从r-P ATP分子中转移来的r-P基团键合,实现末端标记。
(3) T4多核苷酸激酶的应用
a:5’末端标记
b:5’末端磷酸化
磷酸酶
(1)特点
来源:细菌碱性磷酸酶(Bacterial Alkaline Phosphotase,BAP),E.coli;小牛肠碱性磷酸酶(Calf intestinal Alkaline Phosphotase, CIAP),小牛肠。
3)在转印后不能用低盐缓冲液洗膜,否则RNA会被洗脱;
4)在胶中不能加EB,因它为影响RNA与硝酸纤维素膜的结合;
5)操作均应避免RNase的污染。
(2) Ribonuclease protection assay过程:
RNA和探针在液体混合物中杂交.
未杂交上的RNA和探针被核酸酶降解,这种核酸酶只识别单链RNA。
活性:
5’3’聚合低
5’3’外切无!
3’5’外切低
2.Klenow片段的应用
末端补平
末端标记及随机引物标 DNA聚合酶
1. T4 DNA聚合酶特点
活性:
5’3’聚合低
5’3’外切无
3’5’外切高!
2.T4 DNA聚合酶活性的条件
模版、引物、原料dNTP
(2)用途
形成DNA/DNA(DNA/RNA)杂种分子,可以用来
a.检测特定生物体之间的亲缘关系。
b.揭示核酸片段中某一特定基因的位置。c.对目的基因进 Nhomakorabea相对定量。
d.对特定蛋白质进行定性及定量分析
(3)杂交的基本步骤
以核酸分子杂交为例:
凝胶电泳分离的DNA/RNA
吸印,转膜(通过毛细管作用或电导作用)
来源:E.coli
适用:粘性末端(PEG与高浓度一价阳离子存在可连平末端)
2. T4 ligase
来源:T4 phage
适用:粘性末端及平末端
T4 vs. E.coli
T4 DNA ligase制备容易,价格便宜,能进行各种类型连接反应,应用更广泛!
五.Ligase的反应温度
最佳温度:
界于酶作用速率和末端结合速率之间,一般认为是4-15℃比较合适。
5、反转录酶等。
一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ
DNA聚合酶Ⅰ特点
活性:5’3’聚合低
5’3’外切有
3’5’外切低
DNA聚合酶Ⅰ的应用——放射性探针的标记
(1)DNA聚合酶Ⅰ的两种特殊反应:
切口转移与链取代
(2)切口转移法制备放射性DNA分子杂交探针
二、Klenow片段
1、DNA聚合酶Ⅰ的Klenow片段
探针标记
杂交
检测
(4).种类
Southern: DNA-DNA
Northern: DNA-RNA
Western: Pr-Pr
二. Southern blotting
1.Southern Blotting
(1)目的:检测特定DNA序列。
(2)原理:电泳分离DNA,并将之转至尼龙膜上,以标记好的探针(DNA)与之杂交。
1、电泳
2、分子杂交
3、转化与转染
4、核酸测序
5、DNA扩增---PCR
6、核酸-蛋白相互作用
第一节电泳
原理:通过电场的作用使带电的大分子在电泳介质中运动。
目的:根据带电分子的分子量、电荷及构型分离不同的分子(依据不同的凝胶体系)。
电泳的分类:
琼脂糖凝胶电泳(agarosegel electrophoresis),
(2) S1核酸酶的应用----RNA分子的定位
2.Bal31核酸酶
Bal31核酸酶的三种活性:
(1)单链核酸内切
(2)双链核酸外切
(3)双链切口对应链
Bal31核酸酶主要用途:
(1)诱发DNA发生缺失突变
(2)定位测定DNA片断中限制性位点的分布
(3)研究超盘旋DNA分子的二级结构
3.其他核酸酶
外切核酸酶Ⅲ(ExonucleaseⅢ):3’至5’外切
聚丙烯酰胺凝胶电泳(polyacrylamide gel electrophoresis,PAGE)
琼脂糖凝胶电泳(agarose gel electrophoresis)
ds-DNA
目的:
分离不同长度的DNA片段
a.确定DNA片段的长度
b.确定DNA的有无与多少
c.分析酶切产物
凝胶电泳的原理:略
电泳步骤
热稳定性(65℃)BAP:activeCIAP:30min失活
第七节核酸外切酶
1.核酸外(Exonucleases)切酶
定义:一类从多核苷酸链的一端开始按序催化降解核苷酸的酶。
分类:单链的核酸外切酶
双链的核酸外切酶
第八节核酸内切酶
1. S1核酸酶
(1)特点:
活性:降解单链核酸(DNA或RNA)为单核苷酸;降解双链核酸的单链区
(2)菌落与噬菌斑杂交
(1) Dot blotting, slot blottlng:
将样品直接有规律地排列成点阵或线阵,然后进行杂交检测。多用于病原体基因检测,如微生物的基因。
(2)菌落与噬菌斑杂交(过程略)
三. Northern blotting
1.Northern Blotting
(1)目的:检测特定序列的RNA的长度与丰度。
c:获得poly(dA)和poly(dT)尾巴,就会彼此连接起来。
缺点:
当poly(dA),Poly(dT)不严格等长时,重组DNA分子会有缺口。
需要用DNA聚合酶I填补,然后用DNA连接酶连接最后的缺口。
4.平末端连接
---衔接物连接法与接头连接法
(1)平末端的衔接物连接法
衔接物的5’末端和待克隆的DNA片段的5’-末端,用多核苷酸激酶处理使之磷酸化。通过T4 DNA连接酶的作用使两者连接起来。用适当的限制酶消化具衔接物的DNA分子和克隆载体分子。
EB的影响
分辨率影响因素:
琼脂糖浓度
缓冲液或样品的盐离子浓度
核酸上样量
电压
聚丙烯酰胺凝胶电泳(poly-acrylamide gel electrophoresis,PAGE)
范围:短片段分辨率:1bp
类型:
变性胶(长度)、
非变性胶(长度、构型)
变性胶:1、含尿素;2、DNA样品经甲酰胺与热处理;3、电泳保持温度。
(2)平末端的接头连接法
将具有某种限制性酶(BamHI)粘性末端的典型DNA接头分子与平末端的DNA片段连接后,后者变成具有粘性末端的DNA分子。
七.热稳定的DNA连接酶——来自嗜热高温放线菌
热稳定的DNA连接酶的应用:
寡核苷酸连接测定法(oligonucleotide ligation assay, OLA)
(3)步骤Protocols
a.基因组DNA制备
b.DNA酶切消化
c.琼脂糖凝胶电泳分离DNA片断
d.碱变性,中和
e.转移DNA到固相支持物(如,尼龙膜)
f.杂交反应
g.放射自显影
h.数据分析
2. Other DNA analyses
(1)斑点杂交(dot blotting)与狭线杂交(slot blotting)
活性:5’-P去磷酸
(2)磷酸酶作用机理
催化核酸分子脱掉5‘-P,使DNA分子5’-P转化成5‘-OH---脱磷酸作用。
这样产生的5‘-OH末端,为随后在[r-P]ATP和T4多核苷酸激酶的作用下,可以加上放射性的标记。
(3)磷酸酶的应用
末端标记前处理
防止DNA分子自身环化
(4) BAP与CIAP比较
连接酶链式反应(ligation chain reaction, LCR)