生物工程与技术导论(第五章 核酸与基因重组技术)
《生物工程导论》考试重点
生物工程导论1、生物工程的研究对象包括活的生物体或它们的一部分。
2、基因工程中一般都使用松弛型质粒载体。
两种常用的质粒载体为pBR322和pUC19.3、用于原核生物宿主的载体：①质粒载体。
②噬菌体载体。
③柯斯质粒：用于真核生物宿主的人工载体大多具有大肠杆菌质粒的耐药性或噬菌体的强感染力，同时还应满足携带真核生物目的基因大片段DNA的要求。
4、质粒载体：①质粒载体pBR322（原核质粒常见）②pUC195、用于真核生物宿主的载体：①YIP载体。
②YRP载体。
③YAC载体。
④其他质粒：BAC是以细菌F因子为基础组建的细菌克隆体系。
6、用于植物宿主的载体：①Ti质粒。
7、基因组文库的筛选：⑴DNA杂交法。
双链DNA分子可以通过热处理或碱变性的方法变性成单链DNA分子。
加热后缓慢冷却的过程称为退火。
退火后有的DNA分子的两条链分别来自于不同的DNA分子，即形成了杂合DNA分子。
⑵免疫反应法：若一个目的基因DNA序列可以转录和翻译成蛋白质、那么只要出现这种蛋白质，甚至只需要该蛋白质的一部分，就可以用免疫的方法检测。
⑶酶活性法：如果目的基因编码一种酶，而这种酶又是宿主细胞所不能编码的，那么就可以通过检查酶活性来筛选目的基因的重组子。
8、将外源重组分子导入受体细胞的方法很多，其中转化（转染）和转导主要适用于原核的细菌细胞和低等的真核细胞（酵母），而显微注射和电穿孔则主要应用于高等动植物的真核细胞。
转化过程包括制备感受态细胞和转化处理。
9、1982年，第一基因工程药物人胰岛素就在美国的EliLilly公司研究成功并投放市场。
第一类基因工程药物主要针对因缺乏天然内源性蛋白所引起的疾病。
第二类基因生物工程药物属于酶类。
第三类基因工程药物属于疫苗。
第四类产物单克隆抗体既能用于疾病诊断，又能用于治疗。
10、1989年我国第一个基因工程药物干扰素-alb上市，标志着我国基因工程制药实现了零的突破。
11、在基因组工程研究中，采用的载体是人工染色体。
基因重组和基因工程
5´
3´
5´ 3´
5´3´
5´ 拼 接
重
组
体
3´ 5´
3´ 内切酶
5´
(ruvC)
3´ 5´
5´ 3´
5´ 3´
片 5´ 段 3´ 重 组 体 53´´
3´ 5´
DNA
连接酶
3´ 5´
3´ 5´
二、细菌的基因转移与重组
（一）接合作用
当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接 触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移 至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合 作用(conjugation)。
（三）转导作用
当病毒从被感染的（供体）细胞释放出 来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在 供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基 因重组即为转导作用(transduction)。
例 λ噬菌体的生活史
溶菌生长途径 (lysis pathway)
溶源菌生长途径 (lysogenic pathway)
①两个同源染色体DNA排列整齐
5´
3´
3´
5´
3´
5´
5´
3´
②一个DNA的一条链断裂、并与另一个 DNA对应的链连接，形成Holliday中间体
③通过分支移动产生异源双链DNA
5´
3´
5´
3´
5´ 内切酶 3´
3´ 5´
5´
3´
(recBCD)
3´ 5´
5´
3´
5´
3´
5´ 分支迁移 3´
3´
5´ (recA) 3´
催化多聚核苷酸5´羟基末端磷酸化，或标记探针
在3´羟基末端进行同质多聚物加尾
切除末端磷酸基
高中生物必修二第五章知识点
高中生物必修二第五章知识点高中生物必修二第五章知识点还记得基因突变的生物知识点是在什么时候学习的吗?我们是在必修二的第五章接触的这个内容，你都掌握得怎么样了呢?下面是店铺为大家整理的高中生物重要的知识点，希望对大家有用!高中生物必修二第五章知识基因突变和基因重组一、生物变异的类型1、不可遗传的变异(仅由环境变化引起)2、可遗传的变异(由遗传物质的变化引起)，包括：基因突变;基因重组;染色体变异二、可遗传的变异(一)基因突变1、概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。
2、原因：物理因素：X射线、紫外线、r射线等;化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等;生物因素：病毒、细菌等。
3、特点：(1)普遍性(2)随机性(基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上)(3)低频性(4)多数有害性(5)不定向性【注】体细胞的突变不能直接传给后代，生殖细胞的则可能4、意义：它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。
(二)基因重组1、概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
2、类型：(1)非同源染色体上的`非等位基因自由组合(2)四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换必修二生物基础知识生物进化1.现代生物进化理论的主要内容(1)自然选择学说的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。
(2)生物进化的单位是种群。
种群是生活在同一地点的同种生物所组成的群体。
基因库是指种群中全部个体的全部基因。
(3)基因不会因个体的死亡而消失，其原因是种群中的基因库能继续保持和发展下去。
(4)基因频率是指种群中全部个体中该基因出现的几率。
拓展：(5)生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(6)现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。
2017-2018学年高中生物北师大版必修2第5章 第2节 基因重组
基因重组
减数第一次分裂四分体时期， 同源染色体的非姐妹染色单体 间交叉互换，以及减数第一次 分裂后期非同源染色体上非等 位基因的自由组合 不同个体之间的杂交，有性生 殖过程中的减数分裂
是生物变异的来源之一，也是 生物进化的重要因素之一
基因突变 发生可能性
基因重组
可能性很小，突变频
率低
非常普遍，产生变异类型
胞，使这个基因在受体细胞内复制和表达的技术，也称为重
组DNA技术。
[自读教材· 夯基础] 1．细菌的基因重组 细菌通过 接合生殖 实现了基因重组，产生与亲代存
在着一定 遗传差异 的新细菌。
2．高等生物的基因重组 (1)类型： ①自由组合型：在减数第一次分裂后期，随着非同源 染色体的自由组合， 非等位基因 也自由组合。
点
重组 方式
程
不同物种间的不同基因
同一物种的不同基因
比较项目 繁殖 方式 不 变异 同 大小
基因工程 无性生殖
高等生物基因重组 有性生殖
大 使人类有可能按自己的
小
是生物变异的来源之一， 对生物进化有重要意义
点
意义 意愿直接定向地改造生 物，培育出新品种
相同点
都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生 变异
和
(2)农牧业生产上：培育 高产、优质 和具有 特殊用途 的动植物 新品种。 (3)基因工程方法还可以用于 环境保护 。
3．实例：利用基因工程生产人胰岛素 从细菌中提取 质粒 ⇓ 用相同的内切酶切割 质粒 和含有人的胰岛素基因 的
DNA
⇓ 用连接酶将人的胰岛素基因连到切开的质粒上，形成 杂种质粒 ⇓ 将 杂种质粒 导入细菌细胞
不同基因的重新组合，
产生了新基因型，使性 状重新组合
高中生物浙科版现代生物科技专题第五章生态工程 专题归纳提升
基因工程的原理及三大操作工具1.基因工程的原理(1)广义的原理——人为条件下的基因重组(2)异种生物的DNA分子能够拼接的基础①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。
②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
③双链DNA都遵循碱基互补配对原则。
(3)外源基因在异种生物体内表达的理论基础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，具有相对独立性。
②遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。
③生物共用一套遗传密码。
2．基因工程的三大操作工具(1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶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切割方式：(2)“分子缝合针”——DNA连接酶①作用：缝合两个DNA片段之间的磷酸二酯键。
②作用示意图：③结果：将两个DNA片段连接起来。
(3)“分子运输车”——载体①作为载体的必备条件：a．有一个或多个限制性核酸内切酶切割位点，供外源DNA片段插入。
b．具备自我复制能力，且能在受体细胞中复制并稳定保存。
c．带有标记基因，供重组DNA的鉴定和筛选。
d．必须是安全的，不会对受体细胞有害。
e．大小适中的DNA分子。
②作用：a．作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中。
b．利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
③常用的载体是质粒、λ噬菌体和动植物病毒等。
④质粒的本质：质粒是细菌拟核DNA外的能自我复制的小型双链环状DNA分子。
回答下列有关基因工程的问题。
(1)基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其特点是______________________________________________________________。
下图四种质粒含有E1和E2两种限制性核酸内切酶的识别位点，Ap r表示抗青霉素的抗性基因，Tc r表示抗四环素的抗性基因。
分子生物学--基因工程和核酸杂交课件
13
DNA 聚合酶Ⅰ N
(103kD)
35kD (小) 5→3外切酶
68kD(大)
5→3聚合酶 3→5外切酶 枯草杆菌 蛋白酶
载体上具有的多个限制酶的单一酶切位点。
28
1）质粒克隆载体
质粒克隆载体的主要用途： ① 用于保存和扩增<杂交时的探针来源。
29
pBR322质粒克隆载体
• pBR322质粒是由一系列大肠杆菌质粒DNA通过DNA重 组技术构建而成的双链克隆载体，长为4.36Kb。
39
噬菌体
正链
复制
5′
3′
滚环复制
经pII蛋白 复制型 造缺口
DNA
5′ 3′
进入下
3′ 5′
经pII 一循环 蛋白
剪切
释出单链DNA(正链)
M13噬菌体在细菌内的复制模式图
40
3）粘粒克隆载体
• 粘粒(cosmid)是由质粒和噬菌体的cos位点构 建而成。
粘粒载体组成： ① 质粒复制的起始位点(Ori)。 ② 携带抗药基因。 ③ 用于插入目的基因的单一酶切位点。 ④ 噬菌体的cos位点。
① RNA指导的DNA聚合酶活性（RDDP） ② 核糖核酸酶H活性（RNaseH） ③ DNA聚合酶活性（DDDP）
17
3
3 5
3 5
3 5
RDDP
RNase
DDDP
（逆转录酶） （核酸酶H活性) （DNA聚合酶活性）
高中生物第五章知识点总结
高中生物第五章知识点总结高中生物第五章知识点总结3篇总结就是对一个时期的学习、工作或其完成情况进行一次全面系统的回顾和分析的书面材料，他能够提升我们的书面表达能力，不妨让我们认真地完成总结吧。
总结一般是怎么写的呢？以下是小编收集整理的高中生物第五章知识点总结，欢迎阅读与收藏。
高中生物第五章知识点总结1第4章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成1、基因是有___________的________片段，DNA主要存在于_________中，而蛋白质的合成是在____________中进行的。
2、RNA是____________的简称，其基本单位是_____________，由__________、____________和____________三部分组成。
与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是__________而不是___________，RNA的碱基组成中没有______而有______。
RNA一般是_________，而且比DNA短，容易通过_________从_________转移到_________中。
RNA有三种，分别是：传递遗传信息的_________________、转运氨基酸的___________________和构成核糖体的____________。
3、基因指导蛋白质的合成过程包括________和_________两个阶段。
4、转录是在_________中，以______________________为模板，以______________________为原料，按照______________________原则合成_______的过程。
用到的酶：DNA解旋酶、RNA聚合酶5、转录的过程：①解旋：在DNA解旋酶的作用下，DNA双链解开，DNA双链的____________得以暴露；②配对：游离的_____________与DNA模板链上的碱基互补配对（A-____），碱基对之间以________结合；③连接：新结合的____________连接到正在合成的_________分子上；④脱离：合成的_______从DNA链上释放。
2023年选修现代生物科技专题知识点总结
选修3《现代生物科技专题》书本知识点总结专题1 基因工程1.基因工程旳概念: 基因工程是指按照人们旳愿望, 进行严格旳设计, 通过体外DNA重组和转基因技术, 赋予生物以新旳遗传特性, 发明出更符合人们需要旳新旳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旳, 又叫做DNA重组技术。
2、基因工程旳原理: 基因重组一、DNA重组技术旳基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源: 重要是从原核生物中分离纯化出来旳。
（2）功能：可以识别双链DNA分子旳某种特定旳核苷酸序列, 并且使每一条链中特定部位旳两个核苷酸之间旳磷酸二酯键断开, 因此具有专一性。
（3）成果: 经限制酶切割产生旳DNA片段末端一般有两种形式: 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）旳比较:①相似点: 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片段互补旳黏性末端之间旳磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端, 但连接平末端旳之间旳效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用旳异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已经有旳核苷酸片段旳末端, 形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段旳末端, 形成磷酸二酯键。
3.“分子运送车”——载体（1）载体具有旳条件: ①能在受体细胞中复制并稳定保留。
②具有一至多种限制酶切点, 供外源DNA片段插入。
③具有标识基因, 供重组DNA旳鉴定和选择。
（2）最常用旳载体是质粒, 它是一种裸露旳、构造简朴旳、独立于细菌染色体之外, 并具有自我复制能力旳双链环状DNA分子。
（3）其他载体: 噬菌体旳衍生物、动植物病毒。
二、基因工程旳基本操作程序基因工程旳基本操作程序重要包括四个环节:目旳基因旳获取、基因体现载体旳构建、将目旳基因导入受体细胞、目旳基因旳检测与鉴定。
生物技术 第五章 现代高新技术第一节 生物技术
单克隆抗体技术：
1975年，英国科学家米尔斯坦利用细胞融合技术将一个B型淋巴 细胞，和一个骨髓瘤细胞融合在一起形成一个杂交瘤细胞，其 产生的抗体叫做单克隆抗体
第一个基因工程药物： (人生长激素释放抑制素)
1977年11月美国人工方法化学合成了人生长激素释放抑制素基
因，具有工程菌的功能。将其置于微生物发酵罐里，繁殖，其
Hale Waihona Puke a13发酵工程
利用生物材料（来自自然界的微生物，基因重组 微生物等各种来源的动物细胞和植物细胞）生产有用 物质，服务人类的一门综合科学技术。是生物工程的 主要基础和支柱。
给微生物一个最适合生长的条件，利用微生物的 代谢功能，通过现代化工程手段生产人类所需的产品微生物工程
a
14
发酵工程技术
目的生物体 •微生物 •植物细胞 •动物细胞
应用： 基因工程药品 转基因植物 预防疾病 免疫避孕
转基因动物 基因治疗 基因诊断 人类基因组计划
a
12
细胞工程
有目的，有计划地改造细胞，能达到细胞产物 及组织本身的规模生产。包括动物植物细胞和组织 培养技术；细胞融合技术；细胞核及细胞器移植技 术。
应用： 植物体细胞组织培养技术-试管苗，茎尖脱毒技术 单克隆抗体 细胞核移植技术
a
16
酶工程
利用酶，细胞或细胞器所具有的某些特异催化 功能，借助生物反应器和工艺过程，生产人类所需 要产品的一种技术。
应用：基因重组技术的必要工具- 限制性核酸内切霉
DNA连接霉和DNA聚合霉
食品工业，医药工业，造纸工业等
含酶洗涤剂
其它方面
a
17
生物工程：基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程
基因工程 微生物 工程菌
生物工程导论知识梳理
生物工程：基因工程、细胞工程、发酵（微生物）工程、蛋白质工程、生化工程、酶工程名词解释、填空b胞质杂种：去掉核后的细胞与另外一个完整的细胞融合形成的杂种。
b病毒在植物体内传播：维管系统和胞间连丝b玻璃化：水分过多，原因：培养基太软，培养瓶不透气，金属离子含量少，木质化程度低。
b不对称融合：用X射线或Y射线处理亲本之一的原生质体，杀死细胞核，然后再同另外野花一方亲本的原生质体融合，这部分与全部染色体结合的细胞融合。
d蛋白质工程：利用微生物技术手段对蛋白质DNA编码序列进行有目的的改造并分离纯化野花蛋白质，从而获取自然界没有的，具有优良性状或适用于工业生产条件的全新的蛋白质野花或对已有的蛋白质结构进行改变、组成、修饰的过程。
d单细胞备制：⑴机械法⑵酶解法⑶愈伤组织诱导法d单细胞培养：⑴平板培养法①悬浮液制备②调节细胞密度③培养基选择和凝固剂选择④接野花种培养⑵看护培养和饲养层培养法（指用活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，使其持野花续分裂和增殖的一种培养方法，这块愈伤组织被称为看护组织。
将单细胞接种于滤纸上，野花置于愈伤组织上f发酵：利用微生物的新陈代谢作用，把底物（有机物）转化为中间产物，从而获得工业产野花品的过程。
f发酵工艺流程：原料选择→原料预处理→灭菌→冷却→接种→主发酵→后发酵→后处理f发酵工程：利用微生物的特定性状，通过现代化工程技术，在生物反应器中生产有用物质野花的一种技术；研究利用微生物发酵作为工业大规模生产服务是一门工程技术学科。
f发酵工程研究内容：菌种选育（自然、诱变、杂交、原生质体融合、基因工程）、菌体生野花生产（菌体及产物的收获）、代谢产物的发酵（细胞大规模培养发酵过程）、微生物机能野花的利用（生产活性产物诱导）。
g固定化培养：将游离的细胞包埋在多糖或多聚化合物制备成的网状支持物中，培养液呈流野花动状态进行无菌培养的一种技术。
g干细胞：即未分化的细胞，是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。
基因工程与生物技术生物工程的知识点
基因工程与生物技术生物工程的知识点基因工程与生物技术在现代生物科学领域中扮演着至关重要的角色。
生物工程是指利用物种的基因和生物化学反应来改变生物体的性状和功能的技术。
本文将介绍基因工程与生物技术中的关键知识点，包括基因编辑、重组DNA技术、限制性酶切割，以及应用领域如农业、医学和环境保护等。
以下是对以上知识点的详细讨论。
1. 基因编辑基因编辑是指通过剪切和修复DNA链的方式来对基因组进行精确的改变。
一种常用的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统，它利用一种具有导向性的RNA序列来指导酶Cas9对目标DNA进行切割，并在修复过程中引入特定的基因序列。
这种技术可以用于治疗遗传性疾病、改良作物和动物品种等。
2. 重组DNA技术重组DNA技术是人工合成与自然界不同物种的DNA片段，从而形成具有新功能的DNA序列。
这种技术可以用于基因克隆、生产重组蛋白、制造转基因生物等。
其中，基因克隆是指通过将特定的DNA片段插入到目的DNA上来复制和传递基因信息的过程。
通过重组DNA技术，科学家们可以生产出大量的蛋白质，用于药物研发和工业生产。
3. 限制性酶切割限制性酶是一类可以特异性切割DNA分子的酶。
利用限制性酶的加入，可以将DNA分子切割成多个片段，并通过电泳等技术进行分离和检测。
这种技术常用于DNA序列分析、基因组测序和基因图谱研究等。
限制性酶的发现和应用极大地推动了基因工程和生物技术的发展。
4. 应用领域（1）农业：基因工程技术可以用于改良作物的性状，提高农作物的产量和抗病能力。
例如，通过转基因技术，可以使作物对除草剂或害虫的抵抗能力增强，提高农作物的产量。
（2）医学：基因工程技术在医学领域有着广泛的应用。
例如，基因编辑技术可以用于治疗遗传性疾病，如囊性纤维化和血液病。
此外，通过重组DNA技术，科学家们可以生产出重要的药物蛋白。
（3）环境保护：基因工程技术可以用于改良微生物，以清除污染物。
通过引入特定的基因，微生物可以对有毒物质进行降解，从而实现环境污染的治理。
基因重组技术的意义与风险
基因重组技术的意义与风险随着科技不断发展进化，新的技术不断涌现，基因重组技术便是其中之一。
基因重组技术是一种利用生物工程技术改变生物基因组信息的过程，通过在DNA分子水平上修改、删除或添加某些基因，使生物发生变异、改变其特性的方法。
这种技术被广泛应用于农业、医学和工业领域，其意义和风险也备受关注。
一、基因重组技术的意义1.提高农业生产效率基因重组技术在农业领域的应用大大提高了农产品的生产效率和质量。
通过改良作物的基因使作物之间耐旱、耐病、耐酷暑等的性能增强，从而增加产量。
此外，基因重组技术还可以提高蔬菜、水果和肉类的保鲜性能，延长保存期限，使食品供应更加充足。
2.帮助医学研究基因重组技术也在医学领域得到了广泛应用。
在每个生物体内，初始性的基因组是由母体和父体遗传的，因此基因重组技术不仅可以产生同源基因，而且还可以基因修复，将其用于研究小鼠或其他实验动物的身体组织占据着重要的地位。
科学家通过对这种动物的产生和身体构成的微管理和控制，体能更多的去发现新的药物。
3.推进生产技术发展基因重组技术在工业领域的应用也是非常广泛的。
通过利用基因重组技术，可以生产出含有某些蛋白质的物质，例如抗体、酶、大肠杆菌等。
这些物质可以用于治疗疾病或清洁污染。
此外，基因重组技术还可以用于制造高质量的转基因病毒和容易繁殖都市，进一步推进了人类的生产技术和生活方式。
二、基因重组技术的风险1.生态风险基因重组技术的意义不仅在于其带来的便利，也在于其风险的存在。
生物基因组是一个非常复杂的生态系统，创造一个GM生物品种，必须对它的生态特性有十分明确的认识，一个生态系统内各个生物种都是相互依存、相互影响的。
通过改变一种生物品种的基因，可能会使它与周围环境其他生物的生态联系发生变化，引起生态失衡。
因此，GM生物品种放任不管，在种植、放养中应该谨慎对待，确保没有造成生态恶果。
2.道德风险引发的道德风险同样值得关注。
基因重组技术涉及到人类的核心生命，存在“道德困境”——利益及其分配罕有的道德困境。
生物基因工程高中知识点
生物基因工程高中知识点
一、基因工程
1、什么是基因工程
基因工程是指通过精确的技术，改变有机体内基因的组成或排列，从而使有机体的特定基因表达产生变化，从而改变有机体的遗传性质以及表型的一种生物学作用。
2、基因工程的步骤
(1)取得基因：通常需先取得需要改造的基因；
(2)定向改造基因：利用基因重组技术及其他技术精确地改造基因；
(3)细胞载体克隆：将改造后的基因插入到某种有机体内，以便
复制变异后的基因；
(4)筛选结果：最后依靠环境因素及遗传因素，从已变异生物中
筛选出有用的突变体。
二、遗传工程
1、什么是遗传工程
遗传工程是指利用分子遗传学和生物技术，向目标有机体插入一个或几个外源基因，从而改变原有的遗传因素、遗传型和表型的活动。
2、遗传工程的核心技术
(1)克隆技术：是指从一个有机体的体细胞中取出某特定的基因，用复制机制，使其重复增殖，称之为克隆；
(2)基因重组技术：是指在双脱氧核糖核酸(DNA)或者核糖体
RNA(rRNA)的基础上，通过酶促反应、有序组装各部分成一个新的配列，制备出含有新的遗传信息的新的基因或者基因组的技术；
(3)生物工程技术：是指对有机体的基因组进行检测、编辑、载体克隆和细胞集落分离等技术。
高二生物技术与工程知识点
高二生物技术与工程知识点1. DNA重组技术DNA重组技术是一种基因工程技术，通过将不同源的DNA片段组合在一起，实现对目标生物体的基因组进行修改。
该技术广泛应用于农业领域、医药领域以及环境保护等方面。
a) 限制性内切酶：限制性内切酶是一种能够识别并剪切DNA 分子特定序列的酶类。
通过限制性内切酶的作用，可以产生具有粘性末端或平滑末端的DNA片段。
b) DNA连接酶：DNA连接酶是一种能够将DNA分子连接在一起的酶类。
通过DNA连接酶的作用，可以将不同源的DNA片段进行重组。
c) 核酸杂交：核酸杂交是利用互补配对原理，使两条DNA或RNA链中的互补碱基配对形成双链的过程。
核酸杂交技术常用于检测和分离目标DNA或RNA序列。
2. 基因克隆基因克隆是从一个个体中分离并扩增目标基因，使其在体外得到复制，再将其导入另一个生物体中的过程。
基因克隆技术被广泛应用于疾病诊断、基因治疗和农业改良等领域。
a) DNA扩增：DNA扩增是通过聚合酶链反应（PCR）技术，使目标DNA序列在体外得到大量复制的过程。
PCR技术包括三个步骤：变性、引物结合和扩增。
b) 载体DNA：载体DNA是用于携带外源基因的DNA分子。
常用的载体包括质粒、噬菌体和人工染色体等。
通过将目标基因插入载体DNA中，可以实现基因的传递和复制。
c) 基因转染：基因转染是将外源基因导入到接受者细胞中的过程。
常用的基因转染方法包括化学转染、电穿孔和基因枪等。
3. 基因组学基因组学是研究生物体基因组的学科。
随着高通量测序技术的发展，基因组学在生物技术与工程领域发挥着重要作用。
a) 全基因组测序：全基因组测序是指对生物体的全部基因组进行测序的技术。
通过全基因组测序，可以获取生物体所有基因的信息，为进一步研究基因功能和遗传变异提供了重要的资源。
b) 基因组注释：基因组注释是对基因组序列进行功能解析的过程。
通过注释，可以了解基因的位置、结构和功能，为研究基因调控和功能预测提供依据。
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重组核酸的转化（动物细胞）
➢ 磷酸钙共沉淀法：核酸-磷酸钙共沉淀物，吸附细胞 膜被细胞内吞，用于瞬时表达和稳定表达；
➢ 二乙氨乙基葡聚糖（DEAE-葡聚糖法），用于瞬时 表达；
➢ 电击穿孔法：将细胞暴露在短暂的高压脉冲下，可 使细胞原生质膜形成纳米小孔；
➢ 原生质体融合法：转化成细菌，做成原生质体，再 将原生质体和细胞直接融合；
➢ 脂质法：进行脂质体包埋，然后脂质体与细胞膜融 合，进入细胞；
➢ 显微注射法：广泛用于转基因技术，主要用于转基 因动物；
35
重组核酸的转化（植物细胞）
➢ 动物细胞转化方法也 可用于植物细胞转化。
➢ 基因枪法：微弹轰击 法，外源基因包裹在 金属粒上；
核酸的结构
➢脱氧腺苷酸 dAMP、脱氧鸟苷酸 dGMP、脱氧胞苷酸 dCMP、脱氧胸苷酸 dTMP ➢腺苷酸 AMP、鸟苷酸 GMP、胞苷酸 CMP、尿苷酸 UMP ➢甲基化稀有碱基，遗传信息的调控与保护；
核酸的结构
DNA和RNA
双脱氧核糖，DNA测序
DNA的结构
A C T GCT AAC 5' P P P P P P P P P OH 3'
➢ 启动子和终止子；启动子引导RNA聚合酶起始 转录，终止子，转录终止信号；
➢ 基因的调控与表达：见PPT
第二节：基因重组技术
重组的工具酶和载体 重组核酸的转化和筛选 PCR技术 如何克隆目标基因
重组技术基本步骤
切----接----转-----增---核酸内切酶命名
基因和DNA并没形成直接的联系
核酸承载遗传信息发现过程
肺炎双球菌转化试验
T2噬菌体实验
DNA是基因（遗传信息）的承载
DNA双螺旋结构的发现
四核苷酸假说：四种碱基数量相同，4个不同碱基组成的四核 苷酸连接而成； 1950年，奥地利生物学家查格夫法则：A和T相同，G和C相同； 1953年，沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构；
生物工程与技术导论
第五章 核酸与基因重组技术
核酸相关知识 基因重组技术 基因重组技术前沿 基因重组技术的应用
第一节：核酸的相关知识
核酸承载遗传信息 核酸的结构 基因的表达与调控
核酸承载遗传信息发现过程
1896年，瑞士生物学家，米歇尔分离出核素； 1935年，Kossel和Levene等对核酸的化学组成 进行了研究，分为DNA和RNA； 20世纪初，孟德尔碗豆杂交实验发现了遗传因 子，贝特森引入了“基因”概念； 1916年，布里吉斯通过实验证明了染色体是基 因的物质载体；
5' pApCpTpGpCpTpApApC-OH 3' 5' ACTGCTAAC 3'
核苷酸单位通过3',5'磷酸二酯键连接
5'-羟基磷酸和3'-游离羟基，具有方向性
DNA的结构
➢ 碱基在内（A＝T，G≡C） ➢ 三维构象，双螺旋结构、表面沟槽
（大沟、小沟）； ➢ 大沟一侧特定序列和蛋白结合起到
调控作用； ➢ 构成DNA核苷酸数量可达到百万个以
➢ S代表沉降系数,粒子的 沉降速度与粒子的大小 成比例；
➢ rRNA3'-端有一段核苷 酸序列与mRNA的前导序 列是互补；
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基因
基因是生命体的基本遗传单元
基因
➢ 编码区：编码遗传信息；非编码区：调控遗传 作息表达；
➢ 真核生物和原核生物编码区的区别，真核生物 含内含子和外显子，内含子：非编码序列；外 显子：编码序列；
上，编码的信息量也十分巨大；
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DNA的结构
➢ B型结构：右手 螺旋，一周为 10.5个核苷酸；
➢ A型结构：右手 螺旋，一周为11 个核苷酸；
➢ Z型结构：左手 螺旋，每转一周 为12个核苷酸；
B型最常见，A型不含水溶液中，z型可能起到调控表达的作用
DNA的结构
➢ 某些病毒和细菌的DNA的结构呈环形， 进一步扭转折叠形成超螺旋；
➢ RNA种类：mRNA、tRNA、rRNA、 hnRNA、snRNA、scRNA、miRNA 核酶；
RNA的结构
➢ 2'--OH的存在，导致 RNA 分 子 的 不 稳 定 ， 在碱性条件下容易断 裂；
➢ 2'--OH的存在，使得 RNA 分 子 可 以 形 成 高级结构，具有催化 活性，核酸酶、 tRNA三叶草结构；
➢ 真核生物染色体由DNA和蛋白质构成， 其基本单位是核小体；
➢ 吸收紫外线的特性，在260nm下紫外 检测器检测吸光度，解链增色效应；
DNA的结构
RNA的结构
➢ RNA和蛋白质共同负责基因的表 达和调控；
➢ 绝大部分RNA以单链形式存在， 也可形成局部的双螺旋结构；
➢ RNA的特点：结构更复杂、功能 更丰富。
mRNA
DNA模板转录而来，携带遗传信息到核糖体，指导蛋白 质合成。
tRNA
转运RNA二级结构，三叶草形 转运RNA三级结构，倒L形
tRNA
腺苷酸羟基可与氨基酸α羧基结合而携带氨基酸
rRNA
➢ 核糖体由rRNA和蛋白质 构成；
➢ 根据rRNA大小沉降系数 的不同，不同种类微生 物rRNA也不同；
限制性核酸内切酶
Taq:水生嗜热菌（Thermu saquatics） Eco:大肠杆菌 Hin:流感嗜血菌
限制性核酸内切酶
➢ I类限制性内切酶：识别位点和切点不同，切断部位 不定，切割点在识别位1Kb以上。
➢ II类限制性内切酶：严格识别, 特异性切割。 ➢ III类限制性内切酶：特异性切割，识别部位和切点不
重组的工具酶和载体
载体
➢ Ori：代表质粒复 制起始位置；
➢ Amp：氨苄西林 抗性基因
➢ Mcs：多克隆位 点
➢ Lacz：常用标记 基因，编码的β一 半乳糖苷酶a受体；
β一半乳糖苷酶可使含有X-gal底物水解成蓝色产物
重组核酸的转化（细菌）
➢ 用CaCl2制备感受态细胞，羟基-钙磷酸复合物 粘附于细胞表面，42度热休克；
同，切割点在识别点下游10-24bp。
限制性核酸内切酶（II型）
限制性核酸内切酶（II型）
DNA连接酶
➢ DNA连接酶：将载 体DNA和克隆DNA 连接在一起的酶；
➢ DNA链必须是双螺 旋DNA分子一部分；
➢ T4 DNA连接酶，可 以连接平末端和黏 末端
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载体
载体的分类：质粒载体、噬菌体载体、病毒载体； 克隆载体、表达载体