基因工程和细胞工程讲解
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。
基因工程细胞工程发酵工程蛋白质工程生化工程关系
基因工程细胞工程发酵工程蛋白质工程生化工程关系下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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基因工程细胞工程知识点汇总
基因工程细胞工程知识点汇总一、基因工程(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T4DNA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。
细胞工程的技术基础
细胞工程的技术基础细胞工程是一种利用生物技术手段对细胞进行改造和利用的学科。
它的技术基础主要包括基因工程、细胞培养和生物反应器等方面。
基因工程是细胞工程的核心技术之一。
它是指通过改变细胞内的基因序列,使细胞产生新的功能或改善原有的功能。
基因工程的主要方法包括基因克隆、基因敲除、基因编辑和基因转移等。
其中,基因克隆是最常用的方法之一,它通过将目标基因从一个细胞中克隆到另一个细胞中,实现对目标基因的研究和利用。
细胞培养是细胞工程的另一个重要技术。
它是指将细胞放入培养基中,提供必要的营养物质和生长因子,使细胞在体外生长和繁殖。
细胞培养的主要方法包括悬浮培养和附着培养两种。
悬浮培养是将细胞悬浮在培养基中,利用搅拌或气体通气等方式提供充足的氧气和营养物质,使细胞在液体中自由生长。
附着培养则是将细胞附着在培养皿的表面上,利用培养皿提供的营养物质和生长因子,使细胞在固体表面上生长。
生物反应器是细胞工程中用于大规模生产细胞和生物制品的设备。
它是一个封闭的系统,可以控制培养基的温度、pH值、氧气含量等参数,以保证细胞在最适宜的环境中生长和繁殖。
生物反应器的主要类型包括搅拌式反应器、气升式反应器和固定床反应器等。
其中,搅拌式反应器是最常用的反应器之一,它通过搅拌培养基,使细胞和培养基充分混合,提高细胞的生长速度和产物的产量。
总之,细胞工程的技术基础包括基因工程、细胞培养和生物反应器等方面。
这些技术的不断发展和完善,为细胞工程的研究和应用提供了强有力的支持。
未来,随着技术的不断进步,细胞工程将在医药、食品、环保等领域发挥越来越重要的作用。
高二生物三大工程知识点
高二生物三大工程知识点在高二生物学习中,三大工程知识点是遗传工程、生物技术和生态工程。
这些知识点在生物学领域中具有重要的意义和应用。
本文将详细介绍这三大工程知识点及其相关内容。
一、遗传工程遗传工程是指通过改变生物体的遗传物质DNA,来改变其性状和功能的一项技术。
常见的遗传工程技术包括基因克隆、基因转导、基因敲除等。
1. 基因克隆基因克隆是将特定基因从一个生物体中复制并转移到另一个生物体中的过程。
利用限制性内切酶和DNA连接酶等工具,可以将目标基因剪切、连接到载体DNA上,并通过转化等手段将其导入宿主细胞中,使宿主细胞表达目标基因。
2. 基因转导基因转导是将外源基因导入目标细胞内的一种方法。
通过利用载体,将目标基因载入到病毒、质粒等载体中,再将其转移到目标细胞,从而使细胞表达目标基因。
基因转导在基因治疗、疫苗研发等方面有着广泛应用。
3. 基因敲除基因敲除是通过诱导或设计,使目标基因在生物体中发生突变或丧失功能的一种技术。
通过基因敲除可以研究基因的功能及其与生物性状之间的关系,对深入理解基因与物种进化、生物发育等方面具有重要意义。
二、生物技术生物技术是利用生物体的组成、结构、功能或代谢特性等,进行实践性应用和开展技术活动的一门学科。
常见的生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程等。
1. 基因工程基因工程是利用DNA重组技术,通过改变生物体的遗传物质来改变其性状或功能的技术。
基因工程在农业、医药、环境等领域有着广泛应用,如转基因作物的培育、基因治疗的开发等。
2. 细胞工程细胞工程是应用生物技术的原理和方法,对细胞进行设计、改造和应用的一种技术。
细胞工程在药物生产、组织工程、再生医学等方面具有重要作用,例如利用干细胞进行组织修复和再生。
3. 酶工程酶工程是利用酶的特异性催化反应和酶的稳定特性,进行合成反应、降解反应等的一种技术。
酶工程应用广泛,如制药领域中的酶催化合成、食品工业中的酶法制备等。
三、生态工程生态工程是为了改善和保护生态环境,利用生物学原理和技术,进行人为干预和调整的一项工程。
基因工程技术在细胞工程和组织工程中的应用
基因工程技术在细胞工程和组织工程中的应用近年来,随着科学技术的不断进步和发展,基因工程技术的应用范围也逐渐扩大,涵盖了生命科学的许多领域。
其中,基因工程技术在细胞工程和组织工程中的应用备受关注。
在本文中,将会探讨基因工程技术在细胞工程和组织工程中的具体应用和潜在的发展方向。
一、细胞工程中的基因工程技术应用细胞工程旨在通过改变细胞的基因表达和信号传递途径,提高细胞产生的产物质量和产量。
基因工程技术在细胞工程中的应用主要包括基因修饰、基因敲除和基因表达调控等方面。
1. 基因修饰基因修饰是将外源基因嵌入到细胞基因组中,以改变细胞的表达或功能。
例如,将来源于尘螨的转录因子嵌入肝脏细胞中,可以提高肝细胞的解毒能力,减少毒素对人体的损害。
2. 基因敲除基因敲除是将特定的基因从细胞基因组中删除,以研究和了解该基因在细胞中的作用。
例如,删除胰岛素受体基因可以研究胰岛素信号传递途径的机制,并可能为糖尿病的治疗提供新的治疗策略。
3. 基因表达调控基因表达调控是利用调控因子来调节特定基因的表达,以增强或减弱细胞的功能。
例如,利用转录因子将干细胞分化为心肌细胞,为心脏病的治疗提供新的方法。
二、组织工程中的基因工程技术应用组织工程旨在通过细胞培养和分化,再加上支架材料等多种手段,构建和修复类型和功能相似的组织和器官。
基因工程技术在组织工程中主要应用于以下几个方面。
1. 细胞培养和扩增细胞培养和扩增是组织工程中的重要环节,也是基因工程技术的应用重点。
利用基因工程技术可以改变细胞的分化状态和功能,增强细胞的活力和成熟度,提高细胞培养的效率和产量。
2. 支架材料的构建和改进支架材料是组织工程中的重要组成部分,可以提供细胞的生长和附着支撑。
利用基因工程技术可以改变支架材料的物理和化学性质,使其更符合细胞生长和分化的需要,为组织工程提供更优秀的材料基础。
3. 细胞分化和组织构建细胞分化和组织构建是组织工程中的核心环节,也是基因工程技术的高级应用领域。
基因工程和细胞工程PPT
基因和载体。从图中可以看出,在目的基因和载体
中都有 Hind Ⅲ和 Bam HⅠ限制酶的切割位点,因
此要用 Hind Ⅲ和 Bam H Ⅰ限制酶同时切割载体和
人乳铁蛋白基因;载体切割后四环素抗性基因被破
坏,因此筛选时要在含氨苄青霉素的培养基上进
行。
(2)启动子是一段有特殊序列的 DNA 片段,位于目
(5)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个
体。这利用了细胞的________性。
(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用___(填
字母代号)技术。
A.核酸分子杂交
B.基因序列分析
C.抗原-抗体杂交 D.PCR
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解析 (1)基因表达载体的构建过程中,将目的基
因导入受体细胞之前,要用同一种限制酶切割目的
可用于治疗肾衰性贫血等疾
病。由于天然 EPO 来源极
为有限,目前临床上使用的
红细胞生成素主要来自于基
因工程技术生产的重组人红
细胞生成素(rhEPO),其简要
生产流程如右图。
请回答:
(1)图中①所指的是
技术。
5
科目三考试 科目3实际道路考 试技巧、视频教程 科目四考试 科目四模拟考试题 C1 科目四仿真考试
的基因的首端,它是 RNA 聚合酶识别和结合的部位,
在启动子存在时才能驱动基因转录出 mRNA,最终获
得所需要的蛋白质。
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(3)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌 转化法,将目的基因导入动物细胞常用的方法是显 微注射技术。 (4)过程②是将早期胚胎移入受体母牛体内,用到 的技术是胚胎移植技术。 (5)胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分,经 移植后获得同卵双胎或多胎的技术,可以看做动物 无性繁殖或克隆的方法,利用了细胞的全能性。 (6)检测目的基因是否翻译成蛋白质,需要用相应 的抗体进行抗原-抗体杂交,其他三项技术检测的 对象都是核酸。
简述生物技术涉及的五大工程及其研究内容
简述生物技术涉及的五大工程及其研究内容一、基因工程基因工程,又称为遗传工程,是利用分子生物学技术,对生物体的遗传物质进行操作和改造,以达到定向改变生物性状和性能的目的。
基因工程的研究内容包括基因克隆与表达、基因突变与功能研究、基因组编辑等。
基因工程在农业、医药、工业等领域有着广泛的应用,如转基因作物、基因治疗、生物制药等。
二、细胞工程细胞工程是指利用细胞生物学和分子生物学技术,对细胞进行培养、改造和繁殖,以获得具有特定性状的细胞或组织。
细胞工程的研究内容包括细胞培养与繁殖、细胞分化与发育、细胞融合与基因转移等。
细胞工程在农业、医学、环保等领域有广泛的应用,如组织工程、干细胞治疗、胚胎工程等。
三、酶工程酶工程是利用酶学和生物化学技术,对酶进行分离、纯化、改造和大规模生产,以获得具有特定催化性能的酶。
酶工程的研究内容包括酶的分离与纯化、酶的改造与定向进化、酶的生产与应用等。
酶工程在工业、医药、环保等领域有广泛的应用,如生物传感器、生物催化、环保治理等。
四、发酵工程发酵工程是指利用微生物的代谢特点和反应机制,通过大规模培养和控制发酵条件,生产出具有特定性能的代谢产物。
发酵工程的研究内容包括微生物的代谢调控、发酵过程优化、发酵产物分离纯化等。
发酵工程在食品、饮料、化工、医药等领域有广泛的应用,如酒精制造、抗生素生产等。
五、蛋白质工程蛋白质工程是指利用分子生物学技术,对蛋白质进行设计和改造,以达到改变蛋白质的性状和性能的目的。
蛋白质工程的研究内容包括蛋白质结构与功能分析、蛋白质设计与合成、蛋白质修饰与改造等。
蛋白质工程在医药、农业、工业等领域有广泛的应用,如抗体药物研发、酶制剂生产等。
总结:生物技术涉及的五大工程各有其独特的研究内容和应用领域,但它们之间也存在相互联系和交叉。
基因工程和细胞工程是其他三大工程的基础,酶工程和发酵工程则分别涉及到生物催化和大规模培养技术,而蛋白质工程则更侧重于蛋白质的设计和改造。
基因工程和细胞工程ppt 通用
(1)第四代克隆猪利用了动物细胞核的
去除卵母细胞的
性。
(2)在细胞核植入受体卵母细胞之前,要用显微针 ,再将唾液腺细胞核注入。获
目的
取材 其他条件
植物幼嫩的部位或花 药等
动物胚胎或出生不久的幼龄动 物的器官或组织
均为无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件
(09· 江苏卷)动物器官的体外培养技术对于研 究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是 一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下 列问题:
(1)肝脏切成小薄片,这有利于肝脏细胞 。
(2)基因表达载体的构建 ①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性末 端或平末端的切口。 ②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的黏性末端 或平末端。 ③用DNA连接酶将质粒与目的基因重新连接形成重组
质粒。
(3)将目的基因导入受体细胞
受体种类 导入方法 植物 农杆菌转化法、基因枪法、 花粉管通道法 动物 显微 注射法 微生物 感受态 细胞法
性,需要借助卵细胞的细胞质才能体现出来。未离
体细胞的全能Hale Waihona Puke 不能表达,只能在机体调控下定向 分化。
(4)细胞的全能性是植物细胞工程的理论基础。
3.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞融
合原理 细胞融
细胞膜的流动性
用纤维素酶、果胶酶 去除细胞壁后,诱导原
细胞膜的流动性
(3)在基因工程中受体常用微生物,为什么?
解析 从题目提供的信息不难看出,蜘蛛纺绩器拖牵丝 的直丝强度比蚕丝要大,所以拖牵丝基因是目的基因,
绿色荧光蛋白基因是作为标记基因。在形成重组DNA时,
首先要用同一种限制性内切酶切割目的基因和质粒,得 到相同的黏性末端,再用DNA连接酶形成重组质粒,如 果要将重组质粒导入细菌体内,必须对细菌细胞壁用氯 化钙处理,增加其通透性,便于重组质粒进入细菌体内。 蜘蛛拖牵丝基因成功表达时,能产生高强度的丝,转基 因生物的安全性问题正在探索中。
基因工程和细胞工程
2 环境风险
基因工程和细胞工程可能 对自然环境和生物多样性 产生潜在风险。
3 社会影响
应用基因工程和细胞工程 技术会对社会、经济和法 律等方面带来深远影响。
当前和未来的发展趋势
1
未来
2
预计基因工程和细胞工程将继续发展,为
人类创造更多的科学和生活价值。
3
当前
基因工程和细胞工程技术正在不断完善和 应用于医学、农业和工业等领域。
结论与要点
基因工程和细胞工程是现代生物科学的重 要组成部分,具有广阔的应用前景和深远 的社会影响。
1953年,沃森和克里克发现了 DNA的双螺旋结构,为基因工程 的发展奠定了基础。
重组DNA技术
1972年,科学家开发出重组DNA 技术,使得基因工程成为可能。
基因编辑技术的突破
近年来,基因编辑技术的快速发 展为Байду номын сангаас因工程带来了全新的可能 性。
细胞工程的应用领域
1 组织工程
利用细胞工程技术培植新 的人工组织,应用于医学 和再生医学。
基因工程和细胞工程
基因工程和细胞工程通过对生物体的基因和细胞进行操作和改造,创造了一 种前所未有的科学领域。
基因工程和细胞工程的定义
基因工程
利用分子生物学技术改变生物体的遗传信息,创造新的生物特性。
细胞工程
利用细胞生物学技术处理和改造生物体的细胞,实现特定功能。
基因工程的历史和背景
发现DNA双螺旋结构
2 生物燃料生产
利用细胞工程技术改造微 生物,实现高效生物燃料 生产。
3 农业改良
通过细胞工程技术提高作 物的抗病性、产量和品质。
基因工程和细胞工程的关系
基因工程
关注基因的改变和调控。
细胞工程基本内容
细胞工程基本内容
细胞工程是指利用生物技术手段来改造细胞的结构、功能和代谢途径,从而达到生产高附加值的产品和服务的目的。
它涉及了细胞、分子、
基因和工程学等多个领域,在医药、食品、环保等方面有着广泛的应
用前景。
细胞工程的基本内容包括:
1.细胞培养技术:包括细胞分离、生长、传代、保存等一系列技术,主要用于生产细胞培养物和发酵物。
2.基因工程:利用基因克隆、转染等技术,将外源基因导入目标细胞中,从而实现对细胞生物合成代谢途径的改造和重构。
3.蛋白表达:利用基因工程技术构建表达载体,将目标基因导入表达宿主中,从而实现产生目标蛋白的目的。
4.代谢工程:利用代谢学知识和调控策略,通过基因调控、物质转运等手段改变细胞代谢通路,从而实现产物转化或新产物合成的目的。
5.组织工程:利用生物材料,如支架、生物胶等,为细胞提供生长的微
环境,通过细胞分化和定向增殖,使其形成组织和器官。
细胞工程在医药学领域应用广泛,如利用基因工程技术生产人重组蛋白,制造生物类似物和抗体,研制治疗癌症、心脑血管疾病和遗传性
疾病等药物,以及开发细胞治疗和修复组织器官的技术。
在食品领域,利用细胞工程技术生产高附加值食品和增加营养成分等方面也有积极
的应用。
总的来说,细胞工程是一种综合性学科,涉及到多个学科的交叉融合,为人类社会的发展壮大提供了强有力的支撑。
基因工程名词解释
基因工程:对不同生物的遗传物质-基因,在体外进行剪切、组合和拼接,使遗传物质重新组合,然后通过载体转入微生物、植物或动物细胞内,进行无性繁殖,并便所需要的基因在细胞中表达,产生出人类所需要的产物或组建成新的生物类型。
细胞工程:包括细胞融合、细胞大规模培养以及植物组织培养快速繁殖技术。
酶工程:包括酶的生产应用、酶和细胞的固定化以及酶的分子修饰技术。
就是在一定的生物反应器中,利用酶的催化作用将相应的原料转化成有用物质的技术。
发酵(微生物)工程:包括菌种选育、菌体生产利用、代谢产物的生产利用以及微生物机能的利用技术。
发酵工程是利用微生物的特定性状,通过现代化工程技术,生产有用物质或直接应用于工业生产的一种技术体系。
蛋白质工程:它是通过对蛋白质分子结构的合理设计,再通过基因工程的手段,改变基因的核苷酸序列以达到改变基因产物―蛋白质的目的,生产出具有更高生物活性或全新的、具有独特活性的蛋白质。
生化工程:包括生物反应器设计制造、传感器的研制以及产物的分离提取和精制技术。
基因工程(Genetic engineering)原称遗传工程。
从狭义上讲,基因工程是指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)内,使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。
因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素。
广义的基因工程定义为 DNA重组技术的产业化设计与应用,包括上游技术和下游技术两大组成部分。
限制性核酸内切酶( Restriction endonucleases)是一类能在特异位点上催化双链DNA分子的断裂,产生相应的限制性片段的核酸水解酶。
几乎存在于任何一种原核细菌中。
同位酶:一部分酶识别相同的序列,但切点不同,这些酶称为同位酶同裂酶:识别位点与切割位点均相同的不同来源的酶称为同裂酶同尾酶(Isocandamers):识别位点不同,但切出的 DNA 片段具有相同的末端序列,这些酶称为同尾酶。
细胞工程的技术基础
细胞工程的技术基础
细胞工程是一种利用细胞和分子生物学技术,对细胞进行修饰和改造,以实现特定功能的技术。
细胞工程的技术基础主要包括以下几个方面:
1. 基因工程:基因工程是细胞工程的核心技术之一,它包括利用重组DNA技术对基因进行修改和操纵,以及利用基因表达技术实现特定蛋白质的表达和产生。
2. 细胞培养技术:细胞培养技术是细胞工程的基础,它包括细胞的培养、生长、分裂和维持等方面的技术,同时还需要掌握培养基的配方和培养条件的控制。
3. 分子生物学技术:分子生物学技术是细胞工程中不可或缺的技术,包括PCR技术、DNA测序技术、基因克隆技术等,这些技术广泛应用于基因工程和蛋白质表达等方面。
4. 蛋白质工程技术:蛋白质工程技术是细胞工程的重要组成部分,它包括利用重组DNA技术对蛋白质进行修饰和改造,以及利用蛋白质表达和纯化技术实现目标蛋白质的高效表达和纯化。
细胞工程的技术基础是非常广泛和多样化的,需要掌握多种技术才能实现对细胞的修饰和改造。
随着生物技术的不断发展,细胞工程技术将会得到更广泛的应用和推广。
- 1 -。
基因工程细胞工程发酵工程酶工程生物工程的概念
限制
控制产生胰岛素的基 酶
DNA
•⑵发酵工程:是指采用工程技术手段,利用生物的某些功能,为人类生产有用 的生物产品一种技术。
•这里所指的生物,包括来自自然界微生物、基因重组微生物和各种来源的动物 细胞和植物细胞。 •这里所说的产品,包括利用基因工程菌生产人的胰岛素、干扰素等药品,也包 括人们所熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒,利用乳酸菌发酵制造奶酪和 酸牛奶,利用真菌生产青霉素等
发酵工程的内容
1菌种的选育
基因工程 细胞工程 诱变育种
2配置培养基和灭菌 3扩大培养和接种 4发酵过程 5发酵产物的分离和提取
PH 溶氧 温度 搅拌
配置培养基原则及灭菌
1目的明确:自养或是异养
2营养物质协调:碳源、氮源、无机盐 水、生长因子 3PH值适宜
灭除一切杂菌:如孢子、芽孢等
微生物的生长
是指将不同来源的DNA重组。一般将目的基因和运载体(细菌的质粒、 噬菌体等)用相同的限制性内切酶切断,将用适宜的DNA连接酶将其 粘性末端连接,形成重组DNA 。
运载体的选择
1能在宿主细胞内复制并稳定的保存 2具有多个限制酶切点,
3具有某些标记基因
第三步:目的基因的导入和表达
通过运载体把目的基因带入某生物体内,并使目的基因在受体 细胞内能准确地转录和翻译。
2. 类型:就技术范围而言,大致有细胞融合技术、细 胞拆合技术、染色体导入技术、胚胎移植技术、和细胞 组织培养技术等。
名词解释(基因工程)
名词解释1细胞工程:指以生物细胞或组织为研究对象,按照人们的意愿进行工程学操作,从而改变生物性状,以获得生物产品,为人类生产和生活服务的科学。
2去分化(脱分化):在某些特定条件下,分化细胞的表型不稳定,基因活动模式发生可逆的变化,细胞脱离原状态回复到分生状态3再分化:脱分化细胞失去分化特征,但在某些特定条件诱导下,可再次开始新的分化发育进程,最终形成各种组织、器官或胚状体等。
4污染:在组织培养过程中,培养基和培养材料滋生杂菌,导致培养失败的现象。
5褐变:是指组织培养中,由于材料被切割而使多酚氧化酶活化将组织中的酚类物质氧化形成棕褐色的醌类物质,并向培养基中扩散,抑制培养物生长甚至导致其死亡的现象。
6玻璃化:也称超水化作用,是离体培养过程中试管苗发生形态、生理和代谢异常的现象。
7植物细胞培养:在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养并使其增殖的技术。
8看护培养:在培养中用一块活跃生长的愈伤组织来哺育单细胞,从而使其正常分裂、增殖的方法。
9植物原生质体:是指除去细胞壁后裸露的具有生命活力的原生质团。
10条件培养法:在进行花粉培养时,利用预先培养过花药的液体培养基,或加入失活的花药提取物的合成培养基进行花粉培养的方法。
11植物胚胎培养:是指在无菌条件下,对植物的胚及胚器官如子房、胚珠和胚乳进行离体培养的技术。
12种质:指亲代通过生殖细胞或体细胞直接传递给子代并决定固有生物性状的遗传物质。
13种质保存:指利用天然或人工创造的适宜环境,借以保存种质资源,使个体中所含有的遗传物质保持其遗传完整性,并且有强的生活力,能通过繁殖将其遗传特性传递下去。
14种质资源的离体保存:指对离体小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材料,采用限制、延缓或停止其生长的处理措施使之保存,在需要时可重新恢复其生长,并再生植株的方法。
15同核体:由同一个生物个体的亲本细胞融合形成的含有同型细胞核的融合细胞。
16异核体:由不同种属或同一种属的不同个体的亲本细胞发生融合所形成的含有不同细胞核的融合细胞。
福建生物高考专题二轮课件专题八第1讲基因工程、细胞工程
2.若该图为动物细胞融合示意图: (1)促融方法:与植物体细胞杂交相比,①过程中特有的方法是 灭活病毒 处理。 _________ 细胞膜的流动性 。 (2)原理:①过程的完成依赖于_______________
(3)应用:若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为B淋巴细胞,那么D细胞
杂交瘤 细胞,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程,称为 称为_______
(2)动物基因工程。 动物生长速度 ②改善畜产品的品质;③用转基因动物 ①提高_____________; 作器官移植的供体 。 生产药物;④用转基因动物_________________ (3)基因工程药物。 (4)基因治疗。 体内基因治疗 。 ①体外基因治疗;②_____________
二、植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养 细胞的全能性 _____________ 固体 动物细胞培养 细胞增殖 _________ 液体(合成培养基) 糖 、氨基酸、促生长因子、 ___ 血清 无机盐、微量元素、_____ 等 原代培养 、传代培养 _________ 胰蛋白酶 制备单细胞 ①用_________ 悬液; 抗生素 防 ②培养液中加入_______ 止杂菌感染;通入一定浓度 CO 2 维持pH ___
(3)将目的基因导入受体细胞。
农杆菌转化法 另外还有_____ 花粉 ①导入植物细胞:最常用方法是_____________,
管通道法 和基因枪法。 _________ 显微注射法 。 ②导入动物细胞:最常用方法是___________
Ca2+ 处理使受体细胞处于感受态。 ③导入微生物细胞:常用____
原理
培养基的 物理性质 培养基 的成分
过程
水、无机盐、维生 素、蔗糖、氨基酸、 琼脂等 脱分化 、再分化 _______
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高考调研
新课标二轮重点讲练·生物
➢考点整合·融会贯通 1.基因工程的基本工具
作用 作用部位
限制酶
DNA连接酶
切割目的基因和 拼接DNA片段,形成
载体
重组DNA
两个核苷酸之间的磷酸二酯键
载体
携带目的基因进入受体 细胞
作用特点 (条件)
①识别双链DNA 分子的某种特定 核苷酸序列
②在特定位点上 切割
①E·coliDNA连接酶 只能连接黏性末端
(2012·四川,2D)
()
(2)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点。
(2011·浙江,6B)
()
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(3)应用DNA探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基
因的存在及其完成表达。(2011·四川,5D)
()
(4)蛋白质工程的第一步应是合成编码目的肽的DNA片段。
②T4DNA连接酶能连 接黏性末端和平末端
①能在宿主细胞内稳定 存在并大量复制
②有多个限制酶切割位 点
③具有特殊的标记基因
常用类型
EcoRⅠ限制酶 SmaⅠ限制酶
E·coli DNA连接酶、 质粒、λ噬菌体的衍生物、
T4DNA连接酶
动植物病毒等
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新课标二轮重表达的基因(并不是所有 基因都会表高植物乙的耐旱性,需要利用农杆菌转化法将耐 旱基因导入植物乙的体细胞中。要检测目的基因(耐旱基因) 是否表达应该用抗原抗体杂交检测目的基因(耐旱基因)的表 达产物(即耐旱的相关蛋白质);个体水平检测可以通过田间 实验,观察检测其耐旱性情况。
(1)目的基因的获取 ②利用PCR技术扩增 ③用化学方法人工合成
(2)基因表达载体的构建: ①组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。
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②构建过程:
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(3)将目的基因导入受体细胞:
植物细胞
动物细胞
常用方法 农杆菌转化法、基因枪 显微注射技术 法、花粉管通道法
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专题七 现代生物科技专题
第1讲 基因工程与细胞工程
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➢考纲点击
考纲要求
备考指南
1.基因工程的诞生(Ⅰ) 1.趋势分析:(1)多以最新基因工程研究成果
2.蛋白质工程(Ⅰ)
为载体,考查基因工程的工具与操作程序;
3.动物的细胞培养与体细 胞克隆(Ⅰ)
7.细胞融合与单克隆抗体 的不同、植物体细胞杂交与动物细胞融合的
(Ⅱ)
不同;(4)图解法理解单克隆抗体的制备过程
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➢网络构建·知识自填
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必考点一 基因工程
➢夯实基础·查漏补缺
1.判断下列有关基因工程的叙述。
(1)生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶。
()
A.过程①需使用逆转录酶 B.过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C.过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D.过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体 细胞
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新课标二①是以RNA为模板合成DNA的过程,即逆转录过 程,需要逆转录酶的催化,故A项正确;过程②表示利用 PCR扩增目的基因,在PCR过程中,不需要解旋酶,是通过 控制温度来达到解旋的目的,故B项错;利用氯化钙处理大 肠杆菌,使之成为感受态细胞,故C项错;检测目的基因是 否成功导入受体细胞的染色体DNA中,可以采用DNA分子杂 交技术,故D项正确。
(2013·广东,3A)
()
(5)限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶。
(2009·浙江,3B)
()
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
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2.(2014·广东)(多选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)
制剂的流程如图所示,下列叙述正确的是
回答下列问题: (1)理论上,基因组含有生物的________基因;而 cD)若要从植物甲中。
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(3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导 入植物________的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植
受体细胞 受精卵、体细胞
受精卵
微生物细胞
感受态细胞法 (用Ca2+处理) 细胞体
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(4)目的基因的检测与鉴定:
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【典例示范1】 (2014·新课标Ⅱ)植物甲具有极强的耐旱 性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基 因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的 耐旱性。
(2)以工农业生产、畜牧业生产和医学实践中 的具体事例为命题背景,考查植物组织培养 相关知识
4.基因工程的原理及技术 (Ⅱ)
5.基因工程的应用(Ⅱ)
2.复习策略:(1)表解比较法理解限制酶、 DNA连接酶和载体的作用;(2)实例分析法理 解基因工程的原理与过程;(3)列表比较法理
6.植物的组织培养(Ⅱ) 解两个不同:植物组织培养和动物细胞培养
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(4)如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上,则子代将
全部表现耐旱,不会出现性状分离。如果耐旱基因整合到同 源染色体的一条上,则转基因植株的基因型可以用A_表示(A 表示耐旱基因,_表示另一条染色体上没有相应的基因),A_ 自交后代基因型为AA∶A_∶__=1∶2∶1,所以耐旱∶不耐旱 =3∶1,与题意相符。
株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测 此再生植株中该基因的________,如果检测结果呈阳性,再 在田间试验中检测植株的________是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐 旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时,则可推测该耐旱基因整 合到了________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色 体的两条上”)。