基因工程知识点 超全
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T 4 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)生物种类常用方法受体细胞将目的基因插入到Ti 植物动物受精卵将含有目的基因的表+微生物原核细胞Ca 2处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA 分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA 分子质粒的T-DNA 上→农达载体提纯→取卵转化过程杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得色体的DNA 上→表达具有新性状的动物(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:。
基因工程知识点 超全
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,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。
由于基因工程是在二、基因工程的基本工具1、限制性核酸内切酶-----“分子手术刀”2、DNA连接酶-----“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体-----“分子运输车”(5)识别序列的特点:2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)作用:将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。
(2)类型相同点:都连接磷酸二酯键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具有一个至多个限制酶切点,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、独立于细菌拟核之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
(4)载体的作用:①作为运载工具,将目的基因送入受体细胞。
②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
【解题技巧】(1)限制酶是一类酶,而不是一种酶。
(2)限制酶的成分为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强酸或强碱均易使之变性失活。
(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。
(4)获取一个目的基因需限制酶剪切两次,共产生4个黏性末端或平末端。
(5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同,同一个DNA分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同。
(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外,不能破坏标记基因,以便于进行检测。
(7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。
基因工程中的载体是DNA分子,能将目的基因导入受体细胞内;膜载体是蛋白质,与细胞膜的通透性有关。
(8)基因工程中有3种工具,但工具酶只有2种。
例1.限制酶MunⅠ和限制酶Eco RⅠ的识别序列及切割位点分别是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-。
高考生物《基因工程知识点》总汇
高考生物《基因工程知识点》总汇1、基因工程的先导是?艾弗里等人的工作证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体2、不同生物的基因为什么可以连接在一起?因为所有生物的DNA基本结构是相同的3、真核生物的基因为什么可以在原核生物体内表达?(或者原核生物的基因为什么可以在真核生物体内表达?)所有生物共用一套密码子4、基因工程育种的原理是什么?具有什么优点?原理:基因重组优点:打破了生殖隔离,定向改造生物的性状5、与DNA有关的酶的比较6、特定的核苷酸序列,并在特定的位点上进行切割7、限制酶不切割自身DNA的原因是什么?原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
8、DNA连接酶可以连接什么样的末端?①同一种限制酶切割形成的相同的黏性末端②两种不同限制酶切割后形成的相同黏性末端③任意的两个平末端9、如何防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”?可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体,使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的黏性末端。
10、载体需具备的条件及其作用11、基因工程的基本操作步骤是哪四步?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12、目的基因的获取方法有哪些?三种方法都需要模板吗?①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③通过化学方法人工合成前两种需要模板,从基因文库中寻找目的基因时需要用DNA探针利用DNA分子杂交的方法找到目的基因;化学方法人工合成不需要模板,只要知道核苷酸序列就行,这是一个纯粹的化学反应13、CDNA文库和基因组文库的区别?cDNA是指以mRNA为模板,在逆转录酶的作用下形成的互补DNA。
以细胞的全部mRNA 逆转录合成的cDNA组成的重组克隆群体成为cDNA文库。
cDNA文库只包含表达的基因,并且逆转录得来的基因缺乏内含子和启动子、终止子等调控序列基因组文库指的是将某种生物的基因组DNA切割成一定大小的片段,并与合适的载体重组后导入宿主细胞,进行克隆得到的所有重组体内的基因组DNA片段的集合,它包含了该生物的所有基因。
高中生物基因工程考点精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版高中生物基因工程考点基因工程专题在高中生物中处于重要的地位,我们在生物考试时会遇到哪些相关考点?下面店铺给大家带来高中生物基因工程考点,希望对你有帮助。
高中生物基因工程考点1. 作为运载体必须具备的特点是:能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因,便于进行筛选.质粒是基因工程最常用的运载体,它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子.2.基因工程的一般步骤包括:①提取目的基因②目的基因与运载体结合③将目的基因导入受体细胞④目的基因的检测和表达.3.重组DNA分子进入受体细胞后,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程.4.区别和理解常用的运载体和常用的受体细胞,目前常用的运载体有:质粒、噬菌体、动植物病毒等,目前常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等.5.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本的遗传信息,达到检测疾病的目的.6.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的.高中生物基因工程知识点(1)基因工程的概念标准概念:在生物体外,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,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组细胞在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物.通俗概念:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,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.(2)基因操作的工具A.基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶).①分布:主要在微生物中.②作用特点:特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点.③结果:产生黏性未端(碱基互补配对).B.基因的针线——DNA连接酶.①连接的部位:磷酸二酯键,不是氢键.②结果:两个相同的黏性未端的连接.C.基困的运输工具——运载体①作用:将外源基因送入受体细胞.②具备的条件:a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存.b、具有多个限制酶切点.c、有某些标记基因.③种类:质粒、噬菌体和动植物病毒.④质粒的特点:质粒是基因工程中最常用的运载体.(3)基因操作的基本步骤A.提取目的基因目的基因概念:人们所需要的特定基因,如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等.提取途径:B.目的基因与运载体结合用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体),使其产生相同的黏性末端,将切割下的目的基因与切割后的质粒混合,并加入适量的DNA连接酶,使之形成重组DNA分子(重组质粒)C.将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞D.目的基因检测与表达检测方法如:质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中,如果正常生长,说明细胞中含有重组质粒.表达:受体细胞表现出特定性状,说明目的基因完成了表达过程.如:抗虫棉基因导入棉细胞后,棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等.(4)基因工程的成果和发展前景A.基因工程与医药卫生B.基因工程与农牧业、食品工业C.基因工程与环境保护高中生物基因工程核心知识点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。
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,这个在现代生物学中熠熠生辉的领域,正以惊人的速度改变着我们的生活和对生命的认知。
它就像是一把神奇的钥匙,开启了无数未知的大门,为解决人类面临的诸多问题带来了前所未有的希望和可能。
一、基因工程的定义与基本原理基因工程,简单来说,就是按照人们的意愿,将一种生物的基因在体外进行切割、拼接和重组,然后导入另一种生物的细胞内,使之稳定遗传并表达出相应产物的技术。
其基本原理基于三个重要的步骤:首先是获取目的基因,这就像是在茫茫基因海洋中找到我们想要的那一颗珍珠;其次是构建基因表达载体,相当于给这颗珍珠打造一个合适的盒子,使其能够安全、有效地传递;最后是将重组 DNA 分子导入受体细胞,并使其在受体细胞中稳定存在和表达。
二、获取目的基因的方法1、从基因文库中获取基因文库就像是一个巨大的基因仓库,里面存储着各种各样的基因。
我们可以根据已知的信息,从这个文库中筛选出我们需要的目的基因。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术就像是一个基因的复印机,能够以极少量的基因片段为模板,快速大量地复制出我们想要的基因。
3、人工合成法如果已知目的基因的核苷酸序列,或者其氨基酸序列,我们可以通过化学方法直接人工合成目的基因。
三、基因表达载体的构建基因表达载体是基因工程的核心部分,它就像是一辆专门运输基因的列车,需要具备多个关键组件。
1、启动子启动子是基因表达的“开关”,它能够控制基因在何时何地开始表达。
2、终止子终止子则是基因表达的“刹车”,告诉基因在何处停止表达。
3、标记基因标记基因就像是一个个小标签,帮助我们筛选出成功导入目的基因的受体细胞。
4、目的基因这是我们最终想要表达的基因片段。
四、将目的基因导入受体细胞1、导入植物细胞(1)农杆菌转化法农杆菌就像是一个天然的基因运输工具,能够将其携带的基因转移到植物细胞中。
(2)基因枪法通过高速的微粒将目的基因直接打入植物细胞。
(3)花粉管通道法利用花粉管通道将目的基因导入植物的受精卵中。
基因工程高三知识点
基因工程高三知识点基因工程是现代生物学中的一项重要技术,通过改变生物体的遗传物质(DNA)来创造新的基因组合或改变生物体的性状。
在高中生物学课程中,学生需要掌握基因工程的基本原理、应用以及相关的伦理和社会问题。
以下是基因工程的一些高三知识点。
一、基因工程的基本原理基因工程是利用DNA技术改变生物体的遗传信息,主要包括以下几个步骤:1. DNA提取:从感兴趣的生物体中提取DNA,通常使用PCR 技术扩增目标DNA片段。
2. DNA剪切:利用限制酶切割目标DNA,产生特定的切口。
3. DNA连接:将DNA片段连接到载体DNA上,形成重组DNA。
4. DNA转化:将重组DNA导入目标细胞中,使其具有新的遗传特性。
5. PCR扩增:使用聚合酶链反应扩增目标DNA的数量。
二、基因工程的应用领域1. 农业领域:基因工程可以用于改良作物,包括提高抗病虫害能力、增加产量、提高品质等。
2. 医学领域:基因工程可以用于制备重组蛋白药物,如胰岛素、生长激素等。
3. 环境领域:基因工程可以用于环境修复,包括通过基因修复技术降解污染物。
4. 科研领域:基因工程可以用于基因功能研究、疾病模型建立等。
三、基因工程的风险与伦理问题1. 生物安全风险:基因工程可能导致基因剥离和转基因生物的释放,风险包括基因污染、基因流动等。
2. 伦理问题:基因工程涉及到修改生物的基因组,可能引发对自然与人类的伦理关切,如人类基因改造、人类克隆等。
四、国际和国内基因工程的监管措施1. 国际监管:1992年生物安全议定书规定,转基因生物的跨国转运需要进行风险评估和合格证明。
2. 国内监管:我国设立了生物安全管理委员会,建立了转基因食品的安全管理体系。
五、基因工程的前景与挑战基因工程作为一种重要的生物技术,将会继续在农业、医学、环境等领域发挥重要作用。
但同时也面临着风险与挑战,需要加强监管、推动科学研究和公众教育。
总结:基因工程作为现代生物学的重要分支,已经在农业、医学、环境等领域取得了巨大的进展和应用。
基因工程考研知识点归纳
基因工程考研知识点归纳基因工程,又称基因克隆技术,是现代生物技术领域中的一项重要技术。
它涉及到对生物体的基因进行操作,以实现特定的生物学功能或生产具有特定特性的生物产品。
以下是基因工程考研知识点的归纳:基因工程的定义与原理基因工程是指通过人工手段对生物体的基因进行提取、修饰、重组和转移,以改变生物体的遗传特性或获得新的生物学功能。
这一过程基于分子生物学的原理,包括DNA的复制、转录和翻译等。
基因工程的基本步骤1. 目的基因的获取:通过PCR扩增、基因克隆等方法获取目标基因。
2. 基因载体的构建:将目的基因插入到适合的载体中,如质粒、病毒等。
3. 转化:将重组载体导入宿主细胞,如细菌、酵母或动植物细胞。
4. 筛选与鉴定:通过抗生素筛选、分子标记等方法筛选出含有重组基因的细胞。
5. 表达与纯化:使目的基因在宿主细胞中表达,并从宿主细胞中提取和纯化目标蛋白。
常用的基因工程工具1. 限制性内切酶:用于切割DNA分子,获取目的基因。
2. 连接酶:用于连接DNA片段,构建重组DNA。
3. 逆转录酶:用于从mRNA逆转录得到cDNA。
4. PCR技术:用于快速扩增目的基因。
基因工程的应用1. 农业:通过基因工程改良作物,提高产量、抗病虫害能力等。
2. 医学:生产重组药物,如胰岛素、干扰素等。
3. 工业:利用微生物生产生物燃料、生物塑料等。
4. 环境保护:通过基因工程改造微生物,用于污染治理。
基因工程的伦理与安全问题基因工程的发展也带来了一些伦理和安全问题,如基因改造生物的生态安全、基因隐私权等。
因此,基因工程的研究和应用需要在严格的伦理和法规框架下进行。
基因工程的未来展望随着科学技术的不断进步,基因工程将更加精准和高效。
未来的基因工程可能会在个性化医疗、基因治疗、合成生物学等领域发挥更大的作用。
结束语:基因工程作为现代生物技术的重要组成部分,不仅在科学研究中占有重要地位,也在实际应用中展现出巨大的潜力和价值。
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结一、基因工程的概念基因工程,又称基因拼接技术或 DNA 重组技术,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。
简单来说,基因工程就是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。
二、基因工程的工具(一)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)1、来源:主要从原核生物中分离纯化出来。
2、特点: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。
3、作用结果:产生黏性末端或平末端。
(二)“分子缝合针”——DNA 连接酶1、分类:E·coli DNA 连接酶和 T4DNA 连接酶。
2、作用:将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来。
(三)“分子运输车”——载体1、作用:将目的基因送入受体细胞。
2、具备条件: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,便于筛选。
3、种类:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
其中质粒是基因工程中最常用的载体。
三、基因工程的基本操作程序(一)目的基因的获取1、从基因文库中获取基因文库包括基因组文库和部分基因文库(如 cDNA 文库)。
基因组文库包含了一种生物的全部基因;cDNA 文库只包含了一种生物的部分基因,是由 mRNA 反转录得到的 DNA 组成。
2、利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。
原理:DNA 双链复制。
条件:模板 DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定 DNA 聚合酶(Taq 酶)等。
3、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(核心步骤)1、目的: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。
基因工程知识点全
第一章基因工程概述1.什么是基因工程,基因工程的基本流程基因工程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;1.分离目的基因2.限制酶切目的基因与载体3.目的基因和载体DNA在体外连接4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养5.选择、筛选含目的基因的克隆6.培养、观察目的基因的表达第二章基因工程的载体和工具酶1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件➢具有对受体细胞的可转移性或亲和性;➢具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点;➢具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点;➢具有合适的筛选标记;➢分子量小,拷贝数多;➢具有安全性;2. 质粒载体有什么特征,有哪些主要类型1、自主复制性2、可扩增性3、可转移性4、不相容性主要类型有1.克隆质粒2.测序质粒3.整合质粒4.穿梭质粒5.探针质粒6.表达质粒3. 质粒的构建1删除不必要的 DNA 区域,尽量缩小质粒的分子量,以提高外源 DNA 片段的装载量;一般来说,大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞,而且极不稳定;2灭活某些质粒的编码基因,如促进质粒在细菌种间转移的 mob 基因,杜绝重组质粒扩散污染环境,保证 DNA 重组实验的安全,同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因,提高质粒的拷贝数3加入易于识别的选择标记基因,最好是双重或多重标记,便于检测含有重组质粒的受体细胞;4在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的 DNA序列,即多克隆接头Polylinker,便于多种外源基因的重组,同时删除重复的酶切位点,使其单一化,以便环状质粒分子经酶处理后,只在一处断裂,保证外源基因的准确插入;5根据外源基因克隆的不同要求,分别加装特殊的基因表达调控元件;4. 什么是人工染色体载体将细菌接合因子、酵母或人类染色体上的复制区、分配区、稳定区与质粒组装在一起,即可构成染色体载体5. 什么是穿梭载体人工构建的、具有两种不同复制起点和选择标记、可以在两种不同的寄主细胞中存活和复制的载体;6.入-噬菌体载体及构建-DNA为线状双链DNA分子,长度为,在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端;➢1缩短长度提高外源 DNA 片段的有效装载量删除重复的酶切位点➢引入单一的多酶切位点接头序列,增加外源DNA片段克隆的可操作性➢灭活某些与裂解周期有关基因;➢使λ-DNA载体只能在特殊的实验条件下感染裂解宿主细菌,以避免可能出现的污染现象的发生;➢加装选择标记,便于重组体的检测单链噬菌体DNA载体➢过定点诱变技术封闭重复的重要限制性酶切口;➢引入合适的选择性标记基因,如含有启动子、操作子和半乳糖苷酶氨基端编码序列lacZ’的乳糖操纵子片段lac、组氨酸操纵子片段his以及抗生素抗性基因等;➢将人工合成的多克隆位点接头片段插在 lacZ’标记基因内部,使得含有重组子的噬菌斑呈白色,而只含有载体 DNA 的混浊噬菌斑呈蓝色;➢4在多克隆位点接头片段的两侧区域改为统一的 DNA 测序引物序列,使得重组 DNA 分子的单链形式经分离纯化后,可直接进行测序反应;8. II类限制性内切核酸酶的特点限制性核酸内切酶 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;➢识别位点的特异性:每种酶都有其特定的DNA识别位点,通常是由4、5或6核苷酸组成的特定序列靶序列;➢识别序列的对称性:靶序列通常具有双重旋转对称的结构,即双链的核苷酸顺序呈回文结构;➢切割位点的规范性:双链DNA被酶切后,分布在两条链上的切割位点旋转对称可形成粘性末端或平末端的DNA分子;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;9.甲基化酶Ⅱ类限制性内切酶有相应甲基化酶伙伴,甲基化酶的识别位点与限制性内切酶相同,并在识别序列内使某位碱基甲基化,从而封闭该酶切口;甲基化酶在封闭一个限制性内切酶切口的同时,却产生出另一种酶的切口➢甲基化酶可修饰限制性核酸内切酶识别序列,从而使DNA免受相应的限制性核酸内切酶的切割;➢甲基化酶的用途就是在必要时可以封闭某一限制性核酸内切酶的酶切位点;连接酶连接作用的特点:①DNA连接酶需要一条DNA链的3’末端有一个游离的羟基-OH,另一条DNA链的5’末端有一个磷酸基-P的情况下,只有在这种情况下,才能发挥连接DNA分子的作用;②只有当3’-OH和5’-P彼此相邻,并且各自位于与互补链上的互补碱基配对的两个脱氧核苷酸末端时,DNA连接酶才能将它们连接成磷酸二酯键;③DNA连接酶不能连接两条单链的DNA分子或环化的单链DNA分子,被连接的DNA链必须是双螺旋DNA分子的一部分;④DNA连接酶只能封闭双螺旋DNA上失去一个磷酸二酯键所出现的单链缺口nick,而不能封闭双链DNA的某一条链上失去一个或数个核苷酸所形成的单链裂口gap;⑤由于在羟基和磷酸基团之间形成磷酸二酯键是一种吸能反应,因此,DNA连接酶在进行连接反应时,还需要提供一种能源分子NAD+或ATP11.大肠杆菌 DNA聚合酶和Klenow大片段各有什么作用DNA聚合酶作用的特点:➢要有底物4种dNTP为前体催化合成DNA;➢接受模板指导;➢需要有引物3’羟基的存在;➢不能起始合成新的DNA链;➢催化dNTP加到生长中的DNA链3’-OH末端;➢催化DNA的合成方向是5’→3’;Klenow酶的基本性质:➢大肠杆菌DNA聚合酶I经胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶部分水解生成的C末端604个氨基酸残基片段,即Klenow酶;分子量为76kDa;➢Klenow酶仍拥有5’→3’的DNA聚合酶活性和5’→3’的核酸外切酶活性,但失去了5’→3’的核酸外切酶活性;Klenow酶的基本用途:➢修复由限制性核酸内切酶造成的 3’凹端,使之成为平头末端;➢以含有同位素的脱氧核苷酸为底物,对DNA片段进行标记;➢用于催化 cDNA 第二链的合成;➢用于双脱氧末端终止法测定 DNA 的序列;聚合酶T4-DNA聚合酶酶的基本特性:➢有3’→5’的核酸外切酶活性和5’→3’的DNA聚合酶活性;➢在无dNTP时,可以从任何3’-OH端外切;➢在只有一种dNTP时,外切至互补核苷酸;➢在四种dNTP均存在时,聚合活性占主导地位;T4-DNA聚合酶的基本用途:切平由核酸内切酶产生的3’粘性末端13. 影响连接效率的因素有:➢温度最主要的因素离子浓度➢ATP的浓度 10μM - 1μM➢连接酶浓度平末端较粘性末端要求高➢反应时间通常连接过夜➢插入片段和载体片段的摩尔比➢DNA末端性质➢DNA片段的大小14.如何将不同DNA分子末端进行连接1.相同粘性末端的连接如果外源DNA与载体DNA均用相同的限制性内切酶切割,则不管是单酶酶解还是双酶联合酶解,两种DNA分子均含有相同的粘性末端,因此混合后能顺利的连接成一个重组DNA分子 2.平头末端的连接T4-DNA连接酶在ATP和高浓度酶的条件下,能连接具有完全碱基配对的平末端DNA分子,但平末端连接效率不高,基因操作不经常采用;3.不用粘性末端的连接3’端的粘性末端用T4-DNA聚合酶切平5’端的粘性末端用klenow酶补平,或者用S1核酸酶切平最后用T4-DNA连接酶进行平末端连接15. 碱性磷酸酶有什么作用1.该酶用于载体 DNA的5’末端除磷操作,以提高重组效率;2.用于外源DNA片段的5’端除磷,则可有效防止外源 DNA 片段之间的连接;16. 末端脱氧核苷酸转移酶有哪些作用➢给载体或目的DNA加上互补的同聚物尾;➢DNA片段3’末端的同位素标记;17. 2、细菌转化的步骤:∙感受态的形成;感受态时细胞表面出现各种蛋白质和酶类,负责转化因子的结合、切割及加工;感受态细胞能分泌一种小分子量的激活蛋白或感受因子,其功能是与细胞表面受体结合,诱导某些与感受态有关的特征性蛋白质如细菌溶素的合成,使细菌胞壁部分溶解,局部暴露出细胞膜上的 DNA 结合蛋白和核酸酶等;∙转化因子的结合;受体菌细胞膜上的DNA结合蛋白可与转化因子的双链DNA结构特异性结合,单链DNA或RNA双链RNA以及DNA/RNA杂合双链都不能结合在膜上;∙转化因子的吸收;双链 DNA 分子与结合蛋白作用后,激活邻近的核酸酶,一条链被降解,而另一条链则被吸收到受体菌中;∙整合复合物前体的形成;进入受体细胞的单链 DNA 与另一种游离的蛋白因子结合,形成整合复合物前体结构,它能有效地保护单链DNA免受各种胞内核酸酶的降解,并将其引导至受体菌染色体DNA处;∙转化因子单链DNA的整合;供体单链DNA片段通过同源重组,置换受体染色体DNA的同源区域,形成异源杂合双链 DNA结构;+诱导转化原理:①在0℃的Cacl2低渗溶液中,细菌细胞发生膨胀,同时Cacl2使细胞膜磷脂层形成液晶结构促使细胞外膜与内膜间隙中的部分核酸酶解离开来,诱导大肠杆菌形成感受态;②Ca2+能与加入的DNA分子结合,形成抗DNA酶DNase的羟基-磷酸钙复合物,并黏附在细菌细胞膜的外表面上;当42℃热刺激短暂处理细菌细胞时,细胞膜的液晶结构发生剧烈扰动,并随之出现许多间隙,为DNA分子提供了进入细胞的通道;③Mg2+对DNA分子有很大的稳定性作用,因此利用Mgcl2与Cacl2共同处理大肠杆菌细胞,可以提高DNA的转化效率;∙但该法要求条件高,对外界污染物极为敏感,通常很少采用;介导细菌的原生质体转化∙PEG是乙二醇的多聚物, 存在不同分子量的多聚体,它可改变各类细胞的膜结构, 使两细胞相互接触部位的膜脂双层中脂类分子发生疏散和重组,此时相互接触的两细胞的胞质沟通成为可能,从而造成细胞之间发生融合;20.电穿孔法是指在细胞上施加短暂、高压的电流脉冲,在质膜上形成纳米大小的微孔,DNA直接通过这些微孔或者作为微孔闭合时所伴随发生的膜组分重新分布通过质膜进入细胞质中,这种方法称为电穿孔法;P52 接合转化,入噬菌体感染未归纳21.转化率的影响因素.载体及重组DNA方面载体本身的性质:不同的载体转化同一株受体细胞,其转化率不同;载体的空间构象:与受体细胞亲和性较强的质粒载体转化率要高于亲和性较弱的质粒载体; 插入片段大小:对质粒载体而言,插入片段越大,转化效率越低;重组DNA分子的浓度和纯度受体细胞方面:受体细胞必须与载体相匹配转化操作的影响22.转化细胞的扩增转化细胞的扩增操作:指转化完成之后细胞的短时间培养;在实验时,扩增操作往往与转化操作偶联在一起,如:∙Ca2+诱导转化后的37℃培养一个小时∙原生质体转化后的再生过程∙λ噬菌体转染后的30℃培养等,均属扩增操作扩增操作的目的∙增殖转化细胞,使得有足够数量的转化细胞用于筛选程序;∙扩增和表达载体分子上的标记基因,便于筛选;∙表达外源基因,便于筛选和鉴定;23.抗药性筛选法这是利用载体DNA分子上的抗药性选择标记进行的筛选方法;抗药性筛选法的基本原理:抗药性筛选法可区分转化子与非转化子、重组子与非重组子将外源DNA片段插在EcoRI位点:∙非重组子呈 Apr、Tcr∙重组子呈 Apr、Tcr将外源DNA片段插在BamHI位点:∙非重组子呈 Apr、Tcr∙重组子呈 Apr、Tcs抗药性筛选法的基本操作:先将转化液涂布含有Ap的平板再将Ap平板上的转化子影印至含有Tc的平板上在Ap平板上生长,但在Tc平板上不长的转化子即为重组子 P56抗药性标记插入失活选择法∙经过上述抗药性筛选获得的大量转化子中既包括需要的重组子,也含有不需要的非重组子;为了进一步筛选出重组子,可利用质粒载体的双抗药性进行再次筛选;如果外源基因插入在载体的抗药性基因中间使得该抗药性基因失活,这种抗药性标记就会消失,从而筛选出阳性重组子;24. 什么是蓝白斑筛选法这种方法是根据组织化学的原理来筛选重组体;主要是在λ载体的非必要区插入一个带有大肠杆菌β—半乳糖苷酶的基因片段,携带有lac基因片段的λ载体转入lac的宿主菌后,在含有5—溴—4—氯—3—引哚—β—D—半乳糖苷X-gal平板上形成浅蓝色的噬菌斑;外源基因插人lac或lac基因部分被取代后,重组的噬菌体将丧失分解X-gal的能力,转入lac-宿主菌后,在含有5—溴—4—氯—3—引哚—β—D—半乳糖苷 X-gal平板上形成白色的噬菌斑,非重组的噬菌体则为蓝色噬菌斑;筛选法利用合适的引物,以从初选出来的阳性克隆中提出的质粒为模板进行PCR,通过对PCR产物的电泳分析,确定目的基因是否插入到载体中;由于在载体DNA分子中,外源DNA插入位点的两侧序列多数是已知的,可以设计合成相应的PCR引物,以待鉴定的转化子或重组子的DNA为模板进行PCR反应,反应产物经琼脂糖凝胶电泳,若出现特异性扩增DNA带,并且其分子量同预期的一致,则可确定含此重组DNA分子的重组子是期待的重组子;第三章基因工程的常规技术1. 探针有哪些类型探针标记有哪些方法类型:同源或部分同源探针cDNA探针人工合成的寡核苷酸探针标记方法:①5’端标记法②反转录标记法③缺刻前移标记法④ABC标记法4.什么是ABC荧光显色酶标记法ABC 标记法;∙A为Avidin生物素抗性蛋白,每个Avidin分子可结合3 - 4个生物素分子;∙B为Biotin生物素,每个Biotin分子可结合2个Avidin分子;∙C为Complex,首先将Biotin共价结合在探针分子上,荧光胺标记在Avidin上,两者形成复合物,即可将荧光胺标记在探针上,发出的荧光也能使普通胶片感光;如果将某一生色酶接在Avidin上,并辅以合适底物,则杂交反应还可直接以颜色反应检测,这一技术称为酶标技术5.亚克隆法∙亚克隆:是将克隆片段进一步片段化后再次进行的克隆;∙一般是将重组DNA分别用几种限制性核酸内切酶切割后,将所得各片段分别重组到载体上再转化宿主细胞,然后通过转化细胞的表型鉴定或鉴定,获得含有目的基因的重组子;此时,该重组分子中的无关DNA区域以被大量删除;6. 菌落嗜菌斑原位杂交的基本原理、流程∙该项技术是直接把菌落印迹转移到硝酸纤维素滤膜上,经溶菌和变性处理后使DNA 暴露出来并与滤膜原位结合再与特异性DNA探针杂交,筛选出含有插入序列菌落;∙操作步骤:∙①菌落生长∙②转移到NC膜上∙③DNA释放和变性∙变成单链DNA:∙ 10%SDS NaOH∙④中和 Tris-HCl pH∙⑤固定 80 ℃ 120’∙⑥杂交包括预杂交,加探针DNA杂交∙⑦放射自显影∙⑧对照比较,选出重组克隆7.鸟枪法∙鸟枪法:将某种生物体的全基因组或单一染色体切成大小适宜的 DNA 片段,分别连接到载体 DNA上,转化受体细胞,形成一套重组克隆,从中筛选出含有目的基因的期望重组子;鸟枪法制备目的基因的主要步骤∙①目的基因组DNA片段的制备超声波处理:片段长度均一,大小可控,平头末端;原核生物的基因长度大都在2Kb以内,真核生物的基因长度变化很大,最大的基因可达100Kb以上;全酶切:片段长度不均一,粘性末端便于连接,但有可能使目的基因断开,大小不可控;部分酶切:片段长度可控,含有粘性末端,目的基因完整;∙②DNA片段与载体连接如果转化子采用菌落原位杂交法或限制性酶切图谱法筛选,则选择多拷贝克隆载体;如果转化子采用基因产物功能检测法筛选,则选择表达型载体;∙③重组DNA分子导入受体细胞如果转化子采用菌落原位杂交法或限制性酶切图谱法筛选,则选择大肠杆菌作为受体细胞;如果转化子采用基因产物功能检测法筛选,则选择能使目的基因表达的受体细胞;∙④筛选含有目的基因的目的重组子菌落原位杂交法、基因产物功能检测法筛选模型的建立;∙⑤目的基因的定位利用鸟枪法获得的期望重组子只是含有目的基因的 DNA 片段,必须通过次级克隆或插入灭活,在已克隆的 DNA 片段上准确定位目的基因,然后对目的基因进行序列分析,搜寻其编码序列以及可能存在的表达调控序列;法酶促逆转录主要用于合成分子质量较大,转录产物mRNA易分离的目的基因;这种方法以目的基因的mRNA为模板,在逆转录酶的作用下合成互补的DNA,即cDNA,然后在DNA聚合酶的催化下合成双链cDNA片段,与适当的载体重组后转入受体菌扩增,获得目的基因的cDNA克隆; 的分离纯化绝大多数的真核生物mRNA在其3’端都存在一个多聚腺苷酸的尾巴,利用它可以迅速的将mRNA从细胞总的混合物中分离出来,将寡聚脱氧胸腺嘧啶共价交联在纤维素分子上,制成亲和层析柱,然后将细胞总的RNA混合物上层析柱分离,mRNA会挂在层析住上,后洗脱即可分离10. 简述PCR技术的基本原理,PCR反应体系的主要成分与主要程序是怎样的PCR技术的基本原理:类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物;过程:PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR 扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;②模板DNA与引物的退火复性:模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;③引物的延伸:DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链;重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板;每完成一个循环需2~4分钟, 2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍;11. 什么是基因组文库其构建方法是怎样的是指将某种生物的全部基因组的遗传信息贮存在可以长期保存的稳定的重组体中,以备需要时能够随时应用它分离所需要的目的基因,这种保存基因遗传信息的材料,就称为基因文库又称DNA文库;基因组文库构建的一般步骤①载体的选择和制备;②高纯度、大分子量基因组 DNA 的提取;③基因组 DNA 的部分酶切与分级分离;④载体与DNA片段的连接;⑤转化或侵染宿主细胞;⑥筛选鉴定基因组及保存;12. 基因组DNA文库的质量标准除了尽可能高的完备性外,一个理想的基因组DNA文库应具备下列条件:∙重组克隆的总数不宜过大,以减轻筛选工作的压力∙载体的装载量最好大于基因的长度,避免基因被分隔克隆;∙克隆与克隆之间必须存在足够长度的重叠区域,以利于克隆排序;∙克隆片段易于从载体分子上完整卸下;∙重组克隆能稳定保存、扩增、筛选;基因文库的构建通常采用鸟枪法和cDNA法13.外源DNA片段的切割原则片段之间要有一定的重叠序列片段大小要均一文库构建的步骤∙细胞总RNA的提取和mRNA的分离∙第一链cDNA合成∙第二链cDNA合成∙双链cDNA的分级分离∙双链cDNA克隆进质粒或噬菌体载体并导入宿主中繁殖∙重组体的筛选与鉴定第四章基因在大肠杆菌、酵母的高效表达1. 启动子∙启动子:是DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并能起始转录的序列,其大小在20~300个碱基,是控制基因转录的重要调控元件;在一定条件下mRNA的合成速率与启动子的强弱密切相关,而转录又在很大程度上影响基因的表达;∙启动子的特征:①序列特异性②方向性③位置特性④种属特异性2.启动子类型∙组成型启动子:是指在该类启动子控制下,结构基因的表达大体恒定在一定水平上,在不同组织、部位表达水平没有明显差异;∙组织特异启动子:又称器官特异性启动子;在这类启动子调控下,基因往往只在某些特定的器官或组织部位表达,并表现出发育调节的特性;∙诱导型启动子:是指在某些特定的物理或化学信号的刺激下,该种类型的启动子可以大幅度地提高基因的转录水平;目前已经分离了光诱导表达基因启动子、热诱导表达基因启动子、创伤诱导表达基因启动子、真菌诱导表达基因启动子和共生细菌诱导表达基因启动子等;3.终止子终止子:是位于结构基因下游的一段DNA序列,基因转录时,该序列被转录为mRNA的一部分,并形成特殊的二级结构,由此终止基因的转录;序列SD序列:mRNA中起始密码子上游8-13个核苷酸处有一段富含嘌呤核苷酸的顺序,它可以与30S亚基中的16S rRNA 3’端富含嘧啶的尾部互补,形成氢键结合,有助于mRNA的翻译从起始密码子处开始5.密码子不同生物对密码子的偏爱性1.生物体基因组中的碱基含量2.密码子与反密码子的相互作用的自由能3.细胞内tRNA的含量6. 密码子偏爱性对外源基因表达的影响∙由于原核生物和真核生物基因组中密码子的使用频率具有较大程大的差异性,因此外源基因尤其是高等哺乳动物基因在大肠杆菌中高效翻译的一个重要因素是密码子的正确选择;一般而言,有两种策略可以使外源基因上的密码子在大肠杆菌细胞中获得最佳表达:∙外源基因全合成∙同步表达相关tRNA编码基因7. 包涵体及其性质在某些生长条件下,大肠杆菌能积累某种特殊的生物大分子,它们致密地集聚在细胞内,或被膜包裹或形成无膜裸露结构,这种水不溶性的结构称为包涵体8. 包涵体的形成机理∙①折叠状态的蛋白质集聚作用;∙②非折叠状态的蛋白质集聚作用∙③蛋白折叠中间体的集聚作用;9. 包涵体的分离检测∙包涵体的分离主要包括菌体破碎、离心收集以及清洗三大操作步骤;10. 分泌型目的蛋白表达系统的构建∙包括大肠杆菌在内的绝大多数革兰氏阴性菌不能将蛋白质直接分泌到胞外,但有些革兰氏阴性菌能将细菌的抗菌蛋白细菌素分泌到培养基中,这一过程严格依赖于细菌素释放蛋白,它激活定位于内膜上的磷酸酯酶A,导致细菌内外膜的通透性增大∙因此,只要将细菌素释放蛋白编码基因克隆在一个合适的质粒上即可构建完全分泌型的受体细胞;此时,用另一种携带大肠杆菌信号肽编码序列和目的基因的表达质粒转化上述完全分泌型受体细胞,并使用相同性质的启动子介导目的基因的转录,则可实现目的蛋白从重组大肠杆菌中的完全分泌;11融合蛋白表达质粒的构建原则:∙受体细胞的结构基因能高效表达,且其表达产物可以通过亲和层析进行特异性简单纯化;。
《基因工程及其技术》 知识清单
《基因工程及其技术》知识清单一、基因工程的定义与发展基因工程,又称基因拼接技术或 DNA 重组技术,是指在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。
它通过将一种生物的基因分离出来,在体外进行切割、拼接和重组,然后导入另一种生物的细胞中,使其得以表达,从而创造出具有新的遗传特性的生物。
基因工程的发展可以追溯到 20 世纪 70 年代。
1973 年,科恩(S Cohen)和博耶(H Boyer)成功地进行了一个开创性的实验,他们将两种不同的质粒(一种来自大肠杆菌,另一种来自金黄色葡萄球菌)拼接在一起,形成了一个重组质粒,并将其导入大肠杆菌中,使大肠杆菌能够产生两种质粒所携带的遗传信息所决定的蛋白质。
这一实验标志着基因工程的诞生。
自那以后,基因工程技术迅速发展。
科学家们不断改进和完善基因操作的方法和工具,使得基因工程在农业、医学、工业等领域得到了广泛的应用。
二、基因工程的基本工具1、限制性内切酶限制性内切酶是能够识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA 分子的酶。
它们就像一把“分子剪刀”,能够在 DNA 链上剪出整齐的切口,为基因的拼接和重组创造条件。
2、 DNA 连接酶DNA 连接酶则是将切割后的 DNA 片段连接起来的“分子胶水”。
它能够在两个 DNA 片段的末端形成磷酸二酯键,将它们连接成一个完整的 DNA 分子。
3、载体载体是能够携带目的基因进入受体细胞的工具。
常见的载体有质粒、噬菌体和病毒等。
它们通常具有自我复制能力、多个限制酶切点和标记基因等特点,以便于目的基因的插入和筛选。
三、基因工程的基本操作步骤1、目的基因的获取目的基因是指我们想要研究或应用的基因。
获取目的基因的方法有多种,如从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增、通过化学方法人工合成等。
2、基因表达载体的构建将获取的目的基因与载体连接起来,构建成基因表达载体。
这一过程需要使用限制性内切酶和 DNA 连接酶,确保目的基因能够在载体中正确表达。
生物基因工程知识点
生物基因工程知识点1. 基因工程定义基因工程,又称遗传工程,是指通过人工手段对生物体的基因进行改造,以实现对生物体性状的改变和新品种的培育。
它包括基因克隆、基因转移、基因编辑等多个技术环节。
2. 基因克隆基因克隆是指将特定的基因片段从供体生物体中提取出来,并在体外进行复制和扩增的过程。
这一过程通常涉及限制性内切酶、DNA连接酶和载体等分子生物学工具。
3. 基因转移基因转移是将克隆的基因片段导入到受体细胞中,使其成为受体细胞基因组的一部分,并能够表达出新的性状。
常用的基因转移方法包括质粒介导、病毒载体和基因枪等。
4. 基因编辑基因编辑是指对生物体基因组中的特定位点进行精确的添加、删除或替换。
CRISPR-Cas9是目前最流行的基因编辑技术,它允许科学家在细胞中进行特定DNA序列的编辑。
5. 转基因生物转基因生物是指通过基因工程技术改变了基因组的生物。
这些生物可能会展现出抗虫、抗病、抗旱等特性,或者提高营养价值。
6. 伦理和法律问题基因工程的发展引发了一系列伦理和法律问题,包括生物安全、生物多样性保护、知识产权和公众接受度等。
各国政府和国际组织都在制定相关法规以确保基因工程的安全和合理应用。
7. 基因工程的应用基因工程在农业、医学、工业生产和环境保护等多个领域都有广泛应用。
例如,在医学领域,基因工程被用于生产重组蛋白药物;在农业领域,用于培育抗病虫害的转基因作物。
8. 安全性评估由于基因工程可能对环境和人类健康产生影响,因此对转基因生物的安全性评估至关重要。
这包括对转基因生物的环境影响、长期食用安全性等进行系统的研究和评估。
9. 未来发展趋势基因工程的未来发展趋势包括提高基因编辑的精确性和效率、发展新的基因工程技术、加强跨学科研究以及推动基因工程在全球范围内的合理应用和监管。
10. 公众教育和沟通鉴于基因工程的复杂性和伦理问题,公众教育和沟通显得尤为重要。
科学家和政策制定者需要与公众进行有效沟通,提高公众对基因工程的理解,促进科学决策的制定。
生物基因工程知识点总结(精选4篇)
生物基因工程知识点总结(精选4篇)生物基因工程学问点总结(精选4篇)生物基因工程学问点总结篇1一、基因工程及其应用基因工程概念:基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说,就是根据人们意愿,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。
原理:基因重组结果:定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要的品种。
二、基因工程的工具1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)特点:具有专一性和特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点。
(2)作用部位:磷酸二酯键(4)例子:EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列,并在G和A 之间将这段序列切开。
(黏性末端)(黏性末端)(5)切割结果:产生2个带有黏性末端的DN断。
(6)作用:基因工程中重要的切割工具,能将外来的DNA切断,对自己的DNA无损害。
注:黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。
基因的“针线”——DNA连接酶作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来,使之成为一个完整的DNA分子。
连接部位:磷酸二酯键基因的运载体(1)定义:能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
(2)种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。
三、基因工程的操作步骤1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和鉴定四、基因工程的应用1、基因工程与作物育种:转基因抗虫棉、耐贮存番茄、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛、超级绵羊等等2、基因工程与药物研制:干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、疫苗3、基因工程与环境爱护:超级细菌五、转基因生物和转基因食品的平安性两种观点是:1、转基因生物和转基因食品担心全,要严格掌握2、转基因生物和转基因食品是平安的,应当大范围推广。
三个方法让你生物成果飙升对比记忆法在生物学学习中,有许多相近的名词易混淆、难记忆,对于这样的内容,可运用对比法记忆。
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结基因工程是现代生物技术的核心领域之一,它为人类带来了前所未有的机遇和挑战。
接下来,让我们一起深入了解基因工程的相关知识点。
一、基因工程的定义和基本原理基因工程,又称重组 DNA 技术,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。
其基本原理是基于不同生物的 DNA 都具有相同的化学组成和双螺旋结构,并且遵循相同的碱基互补配对原则。
通过提取目的基因,将其与适当的载体连接形成重组 DNA 分子,然后导入受体细胞,使目的基因在受体细胞中得以表达。
二、基因工程的操作工具(一)“剪刀”——限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶能够识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割 DNA 分子。
它就像一把精准的剪刀,能够在 DNA 链上剪出我们需要的片段。
(二)“针线”——DNA 连接酶DNA 连接酶能将被限制酶切割开的两个 DNA 片段的末端连接起来,从而形成重组 DNA 分子。
(三)“运载体”常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
运载体需要具备多个条件,如能够在宿主细胞中稳定保存并自我复制;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有标记基因,便于重组 DNA 分子的筛选等。
三、基因工程的基本操作程序(一)目的基因的获取获取目的基因的方法有多种,比如从基因文库中获取、利用 PCR技术扩增目的基因以及通过化学方法人工合成等。
(二)基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。
将目的基因与运载体结合,构建基因表达载体,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,同时能够表达和发挥作用。
(三)将目的基因导入受体细胞根据受体细胞的不同,导入的方法也有所不同。
例如,将目的基因导入植物细胞可以采用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等;导入动物细胞常用的方法是显微注射法;导入微生物细胞则通常使用感受态细胞法。
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基因工程是一门研究基因的组成、结构、功能以及其在生物体内的表达和调控的学科。
它是通过对DNA(脱氧核糖核酸)的操作和改变来实现人为干预基因,从而改变生物个体的性状、性质或者生物体的功能组成。
下面是对高中生物基因工程相关知识点的总结:一、基因工程的基本原理基因工程的基本原理包括以下内容:1. DNA的重组技术DNA的重组技术是基因工程的核心。
通过DNA的复制、切割、连接等操作,可以将来自不同生物体的DNA片段组合成一个新的DNA 片段,从而改变生物体的遗传特性。
2. 载体的选择和构建在基因工程中,常使用载体来携带外源基因。
载体可以是质粒、噬菌体或者人工合成的DNA片段。
选择合适的载体可以提高基因转移效率和表达水平。
3. DNA的放大和扩增DNA的放大和扩增是基因工程研究的重要手段。
常用的方法有聚合酶链式反应(PCR)和基于细菌的DNA复制。
二、基因工程的应用领域基因工程在许多领域都有广泛的应用,包括以下几个方面:1. 农业领域基因工程可以用于农作物的遗传改良,包括抗病虫害、耐逆性增强、提高产量等。
通过插入外源基因,农作物可以获得新的性状,提供更好的经济效益和环境适应性。
2. 医学领域基因工程在医学领域有广泛的应用,包括基因诊断、基因治疗和药物研发等。
通过基因工程技术,可以识别疾病相关基因,研发新的治疗方法,并生产高效的药物。
3. 环境保护领域基因工程可以用于环境保护和生态修复。
通过改变微生物的代谢能力,可以使其降解有害物质,减少污染物的残留。
4. 工业领域基因工程可以用于工业酶的生产和代谢工程。
利用转基因微生物制备工业酶,可以提高生产效率和质量。
三、基因工程的伦理和风险基因工程的发展也带来了一些伦理和风险问题:1. 生物安全基因工程研究中,外源基因的插入和转移可能会导致新的生物安全问题。
需要加强对转基因生物体的风险评估和管理。
2. 遗传信息的隐私基因工程研究需要大量的个体基因信息,如何保护个体基因信息隐私成为一个重要议题。
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。
基因工程知识点全
第一章基因工程概述1、什么就是基因工程,基因工程得基本流程?基因工程(Genetic engineering)原称遗传工程。
从狭义上讲,基因工程就是指将一种或多种生物体(供体)得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,使之按照人们得意愿遗传并表达出新得性状。
因此,供体、受体与载体称为基因工程得三大要素。
1、分离目得基因2、限制酶切目得基因与载体3、目得基因与载体DNA在体外连接4、将重组DNA分子转入合适得宿主细胞,进行扩增培养5、选择、筛选含目得基因得克隆6、培养、观察目得基因得表达第二章基因工程得载体与工具酶1、基因工程载体必须满足哪些基本条件?➢具有对受体细胞得可转移性或亲与性。
➢具有与特定受体细胞相适应得复制位点或整合位点。
➢具有多种单一得核酸内切酶识别切割位点。
➢具有合适得筛选标记。
➢分子量小,拷贝数多。
➢具有安全性。
2、质粒载体有什么特征,有哪些主要类型?1、自主复制性2、可扩增性3、可转移性4、不相容性主要类型有1、克隆质粒2、测序质粒3、整合质粒4、穿梭质粒5、探针质粒6、表达质粒3、质粒得构建(1)删除不必要得 DNA 区域,尽量缩小质粒得分子量,以提高外源 DNA 片段得装载量。
一般来说,大于20Kb 得质粒很难导入受体细胞,而且极不稳定。
(2)灭活某些质粒得编码基因,如促进质粒在细菌种间转移得 mob 基因,杜绝重组质粒扩散污染环境,保证 DNA 重组实验得安全,同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应得基因,提高质粒得拷贝数(3)加入易于识别得选择标记基因,最好就是双重或多重标记,便于检测含有重组质粒得受体细胞。
(4)在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点得 DNA序列,即多克隆接头(Polylinker),便于多种外源基因得重组,同时删除重复得酶切位点,使其单一化,以便环状质粒分子经酶处理后,只在一处断裂,保证外源基因得准确插入。
(5)根据外源基因克隆得不同要求,分别加装特殊得基因表达调控元件。
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。
基因工程技术的原理与应用例题和知识点总结
基因工程技术的原理与应用例题和知识点总结基因工程技术,作为现代生物技术的核心领域之一,正以惊人的速度改变着我们的生活和未来。
它就像是一把神奇的钥匙,打开了生命奥秘的大门,让我们能够对生物的基因进行精确的操作和改造。
接下来,让我们一起深入探索基因工程技术的原理、应用例题,并对重要的知识点进行总结。
一、基因工程技术的原理基因工程技术的核心原理基于对DNA 分子结构和功能的深入理解。
我们知道,DNA 是由四种碱基(腺嘌呤 A、胸腺嘧啶 T、鸟嘌呤 G、胞嘧啶 C)组成的双螺旋结构,这些碱基的排列顺序决定了基因所携带的遗传信息。
基因工程的第一步是获取目的基因。
这可以通过从生物体的基因组中直接分离,或者利用反转录法从 mRNA 合成 cDNA 来实现。
例如,如果我们想要获取胰岛素基因,就可以从胰岛细胞中提取 mRNA,然后通过反转录酶合成 cDNA。
获得目的基因后,需要将其与合适的载体(如质粒、噬菌体等)进行连接,构建重组 DNA 分子。
这个过程就像是给目的基因找了一辆“车”,以便将其运输到目标细胞中。
在连接过程中,需要使用特定的限制酶和 DNA 连接酶。
限制酶能够识别特定的碱基序列,并在该位置切割 DNA 分子,产生粘性末端或平末端;DNA 连接酶则能够将具有相同末端的 DNA 片段连接起来。
接下来,将重组 DNA 分子导入受体细胞。
常用的导入方法包括转化(对于细菌等原核生物)、转染(对于动物细胞)和农杆菌介导法(对于植物细胞)等。
一旦重组 DNA 分子成功进入受体细胞,它就可以随着细胞的分裂和遗传进行复制和表达。
最后,通过筛选和鉴定,选出含有目的基因并且能够正确表达的受体细胞。
这可以通过抗性标记、分子杂交等技术来实现。
二、基因工程技术的应用例题(一)生产药物胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。
过去,胰岛素主要从动物的胰腺中提取,不仅产量低,而且成本高。
通过基因工程技术,我们可以将人的胰岛素基因导入大肠杆菌或酵母细胞中,使其大量表达胰岛素。
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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,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。
由于基因工程是在二、基因工程的基本工具1、限制性核酸内切酶-----“分子手术刀”2、DNA连接酶-----“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体-----“分子运输车”1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)(1)存在:主要存在于原核生物中。
(2)特性:特异性,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。
(3)切割部位:磷酸二酯键(4)作用: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。
(5)识别序列的特点:(6)切割后末端的种类:DNA分子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。
当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将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轴线处切开时,产生的则是平末端。
2.“分子缝合针”——DNA 连接酶(1)作用:将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。
(2)类型相同点:都连接磷酸二酯键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具有一个至多个限制酶切点,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、独立于细菌拟核之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA 分子。
(3)其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
(4)载体的作用:①作为运载工具,将目的基因送入受体细胞。
②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
【解题技巧】(1)限制酶是一类酶,而不是一种酶。
(2)限制酶的成分为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强酸或强碱均易使之变性失活。
(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。
(4)获取一个目的基因需限制酶剪切两次,共产生4个黏性末端或平末端。
(5)不同DNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同,同一个DNA 分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同。
(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外,不能破坏标记基因,以便于进行检测。
(7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。
基因工程中的载体是DNA 分子,能将目的种类 E ·coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌T 4噬菌体功能特性只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来缝合两种末端,但连接平末端之间的效率较低基因导入受体细胞内;膜载体是蛋白质,与细胞膜的通透性有关。
(8)基因工程中有3种工具,但工具酶只有2种。
例1.限制酶MunⅠ和限制酶Eco RⅠ的识别序列及切割位点分别是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-。
如图表示四种质粒和目的基因,其中,箭头所指部位为限制酶的识别位点,质粒的阴影部分表示标记基因。
适于作为图示目的基因载体的质粒是()A限制酶的应用特点(1)在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶,以获得相同的黏性末端。
但是如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时,在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。
(2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接,可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体,使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端五种酶的比较作用底物作用部位形成产物黏性末端或平末端限制性内切酶DNA分子磷酸二酯键DNA连接酶DNA片段磷酸二酯键重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键子代DNADNA解旋酶DNA分子碱基对间的氢键脱氧核苷酸单链RNA聚合酶核糖核苷酸磷酸二酯键核糖核苷酸单链三、基因工程的操作步骤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1、目的基因的获取获取目的基因的方法:(1)直接分离法从基因文库中获取目的基因将含有某种生物不同基因的许多DNA短片段,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。
包括基因组文库和cDNA文库。
直接从基因组中获取目的基因最常用的方法是:“鸟枪法”。
(2)人工合成法化学合成法:片段较小,核苷酸序列已知的目的基因,直接利用DNA合成仪用化学方法合成,不需要模板。
反转录法:以RNA为模板,在逆转录酶作用下合成目的基因DNA(cDNA)。
(4)利用PCR技术扩增目的基因PCR技术:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
由于PCR过程在高温下进行,因此需要使用热稳定的DNA聚合酶。
目的:通过指数式扩增获取大量的目的基因前提:要有一段已知目的基因的脱氧核苷酸序列,以便合成引物。
2.基因表达载体的构建——基因工程的核心(1)目的: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)基因表达载体的构建过程:3.将目的基因导入受体细胞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,称为转化。
转化的关键是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
金榜 P1854.目的基因的检测与鉴定[误区警示](1)标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞,常见的有抗生素抗性基因、发光转化过程 将目的基因插入到Ti 质粒 的T -DNA 上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA 上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA 分子基因(表达产物为带颜色的物质)等。
(2)受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。
要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌);一般不用支原体,原因是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟的红细胞,原因是它无细胞核,不能合成蛋白质。
(3)基因表达载体中,启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA);终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。
基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步,在体外进行。
(4)目的基因与载体的连接方式有多种,如目的基因-目的基因、目的基因-载体、载体-载体等。
例3.下列有关基因工程操作的叙述中,正确的是() AA.用同种限制酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功D.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接例4 金榜P187 T2四、基因工程的应用与蛋白质工程1.乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较(1)含义:①乳腺生物反应器是指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达,利用动物的乳腺组织生产药物蛋白。
②工程菌是指用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系。
(2)两者区别:2.蛋白质工程与基因工程的比较(金榜P189)区别与联系蛋白质工程基因工程过程预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性,以获得人类所需的生物类型或生物产品结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质联系①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造蛋白质工程是指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。
3、基因工程的应用:金榜P1894、基因治疗:(1)概念:指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。
(2)方法:基因置换、基因修复、基因增补、基因失活等。
如:腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症的基因治疗。
(3)基因治疗的途径体外基因治疗:先从病人的体内获得某种细胞进行培养,然后在体外完成基因转移,再筛选成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内。
如腺苷酸脱氨酶基因的转移。
体内基因治疗:用基因工程的方法,直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。
5、基因诊断(1)概念:又称DNA诊断,是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
(2)方法:DNA分子杂交技术。
它的基因原理是:互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链,即能够杂交,这种结合是特异的,即严格按照碱基互补配对的原则进行。
当用一段已知基因的单链作探针(常用同位素、荧光分子等进行标记),与变性后的单链基因组DNA接触时,如果两者的碱基完成配对,互补地结合成双链,表明被测基因组DNA中含有已知的基因序列。
[误区警示](1)基因治疗后,缺陷基因没有改变。
基因治疗是把正常基因导入受体细胞中,以表达正常产物从而治疗疾病,对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。
(2)对蛋白质分子进行改造,其本质是改变其基因组成。
如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造的蛋白质分子还是无法遗传。
(3)DNA分子作探针进行检测时应检测单链,即将待测双链DNA分子打开。
(4)青霉素是青霉菌产生的,不是通过基因工程产生的。
例5.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,不合理的是()A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,从而制造一种新的蛋白质B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成C.当得到可以在-70℃条件下保存半年的干扰素后,在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下,干扰素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。