最新基因工程笔记总结
高二生物基因工程笔记
高二生物基因工程笔记
高二生物基因工程笔记
基因工程是一种通过改变生物体的基因组来改变其性状和功能的技术。
它包括三个核心步骤：选择目标基因、构建基因工程载体和转化目标生物体。
选择目标基因需要根据研究目的和应用需求来确定。
常见的目标基因包括编码特定蛋白质的基因，与特定疾病相关的基因等。
选择合适的目标基因对于实现预期的结果至关重要。
构建基因工程载体是将目标基因插入到载体中。
载体可以是DNA 分子或其他类似分子。
常用的载体有质粒和病毒。
构建载体需要使用酶来剪切和连接DNA片段。
通过构建载体，可以将目标基因引入到目标生物体的细胞中。
转化目标生物体是将含有目标基因的载体引入到目标生物体的细胞中。
转化的方法有多种，常用的包括细胞融合、质粒转化和病毒转导等。
转化后，目标基因就会被目标生物体的细胞所接受和表达。
基因工程的应用广泛。
在农业领域，基因工程可以用来提高作物的抗病性、耐旱性和产量等。
在医学领域，基因工程可以用来治疗遗传性疾病、生产重要药物以及研发新药等。
在工业领域，基因工程可以用来生产高附加值的生物产品，如工业酶和生物燃料等。
虽然基因工程在许多领域中具有巨大的潜力，但也存在一些伦理和安全问题。
在进行基因工程研究和应用时，必须遵循伦理规范和安全标准，确保研究和应用的可靠性和安全性。
总之，基因工程作为一种重要的生物技术，正不断推动科学和技术的发展。
它在农业、医学和工业等领域中有着广泛的应用前景。
我们应该加强对基因工程的学习和研究，发挥其在改善人类生活和推动社会进步中的作用。
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生物基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质来改变其性状的技术。
它涉及到许多关键的知识点，如下：1. 基因：基因是生物体内控制特定性状的遗传信息单位。
它是DNA分子中的一个特定序列，负责编码产生蛋白质。
2. DNA：脱氧核糖核酸（DNA）是生物体内存储遗传信息的分子。
它由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成的两条螺旋状链结构。
3. 基因表达：基因表达是指基因通过转录和翻译的过程将DNA的遗传信息转化为蛋白质的过程。
4. 转基因：转基因是指将外源基因导入到另一种生物体的基因组中，使其表达新的性状。
转基因技术是生物基因工程的核心。
5. 基因编辑：基因编辑是一种通过直接修改组织或细胞中的基因序列来改变生物体遗传信息的技术。
常用的基因编辑工具包括CRISPR/Cas9、TALENs和ZFNs。
6. 载体：载体是一种用于将外源基因导入到生物体中的工具。
常用的载体包括质粒、病毒和细胞。
7. 克隆：克隆是指通过人工手段复制一个生物个体的基因组。
克隆技术可以用于繁殖优良的动植物品种和疾病模型的制备。
8. 基因检测：基因检测是一种用于检测个体的遗传信息的技术。
它可以用于遗传病的筛查、个体的亲缘关系鉴定和种群遗传学的研究。
9. 合成生物学：合成生物学是一种基于工程原理设计和构建新的生物系统的学科。
它通过组合基因和其他生物部件来设计具有特定功能的新生物体。
10. 生物安全：生物安全是指在进行生物基因工程研究和应用时保护人类和环境的安全。
它包括对实验室条件的控制、对转基因生物体的监管和对风险评估的实施。
以上是生物基因工程的一些主要知识点，它们一起构成了生物基因工程这个学科的基础和核心。
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。
基因工程笔记
1 .什么叫基因工程（Gene Engineering），试从理论和技术两个方面谈谈Gene Engineering诞生的基础？基因工程：在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原来没有这类分子的宿主细胞内，而能持续稳定地繁殖。
理论基础：①1944年，美国生物学家Avery等通过细菌转化研究，证明DNA是基因载体，即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，从而明确了遗传的物质基础问题；②1953年Watson和Crick建立了DNA分子的双螺旋结构模型，1958年至1972年揭示了先后确立了中心法则，破译了64种密码子技术基础：①20世纪60年代末70年代初，限制性核酸内切酶和DNA连接酶的发现使DNA分子进行体外的切割和连接成为可能；②1972年首次构建了一个重组DNA分子，提出了体外重组的DNA分子如何进入宿主细胞，并在其中进行复制和有效表达等问题。
经研究发现，质粒分子是承载外源DNA片段的理想载体，病毒，噬菌体的DNA(或RNA)也可改造成载体③1973年大肠杆菌转化体系的建立，这实验结果说明基因工程问世，不仅宣告质粒分子可作为基因克隆载体，能携带外源DNA导入宿主细胞，并且证实真核生物基因可转移到原核生物细胞中，并在其中实现功能的表达（基因工程诞生的元年）克隆：作为名词使用时，是指某一个体（或细胞、分子等）通过无性繁殖的方式产生的具有相同遗传背景的后代（或子细胞、分子等）组成的集体（或群体）；作为动词使用时，指产生上述集体或群体的过程。
质粒小量提取中,溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ作用是什么?溶液Ⅰ是使细胞完全分散溶液Ⅱ是使细胞壁破裂，DNA变性溶液Ⅲ是使质粒选择性复性，而染色体DNA随同SDS和蛋白质一起沉淀下来限制性核酸内切酶（Restriction endonuclease）：是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列（4—8bp），并由此处切割DNA双链的核酸内切酶。
基因工程要点总结
一、名词解释1、基因工程，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。
2、载体：是指携带目的基因进入宿主细胞进行扩增和表达的工具。
即指运载外源DNA有效的进入受体细胞内的工具。
3、LacZ’基因：编码b-半乳糖酶的a-肽链，即氨基末端。
4、多克隆位点区域片段：DNA载体序列上人工合成的一段序列，含有多个限制内切酶识别位点。
可以定向克隆防止载体自我连接。
5、溶菌周期：噬菌体吸附到寄主细胞表面之后，注入DNA，噬菌体的DNA进行复制及蛋白质的合成，并组装成噬菌体颗粒，最后使寄主细胞裂解，释放出子代噬菌体颗粒的过程6、杂交技术：将存在于凝胶中的生物大分子转移（印迹）于固定化介质上并加以检测分析的技术。
目前主要应用于DNA，RNA，蛋白质的检测。
7、生物芯片：将细胞、蛋白质、DNA及其他生物组分，通过微加工技术及微电子技术集中点在一个小的固体芯片表面，以实现对它们的准确、快速、大信息量检测分析。
8、蛋白质融合表达：是指外源基因与载体已有的担体蛋白的编码基因拼接在一起，并作为一个新的开放阅读框进行表达。
9、植物生物反应器是指通过基因工程途径，以常见的农作物作为“化学工厂”，通过大规模种植生产具有高经济附加值的医用蛋白、农业用酶、特殊碳水化合物、生物可降解塑料、脂类及其它一些次生代谢产物等生物制剂的方法。
10、基因治疗：经典的基因治疗：指正常的基因整合入细胞基因组以校正或置换致病基因的一种治疗方法。
广义的基因治疗：将某种遗传物质转移到患者细胞内，使其在体内发挥作用，以达到治疗疾病目的的方法。
10、转基因动物（transgenic animals．．．．．．．．．．．．．．．．．）：通过基因转移技术获得的整合有外源基因的动物个体。
二、填空题1、质粒的存在形式有超螺旋、开环双螺旋和线状双螺旋三种。
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。
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(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。
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
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
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。
解决方法：化平末端为粘性末端
3.平末端连接---同聚物加尾法
（1）末端脱氧核苷酸转移酶
功能：5’至3’单链聚合
作用特点：单链；无模版
作用机理：
a:用5’-特异的核酸外切酶处理DNA分子，以便移去少数几个末端核苷酸,获得3’-OH的单链延伸末端。
b:加入dATP/dTTP和末端脱氧核苷酸转移酶组成的反应混合物中，DNA分子的3-OH末端将会出现单纯由poly(dA)和poly(dT)组成的DNA单链延伸。
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
3、AMP与连接酶的赖氨酸-氨基相连。
4、AMP随后从连接酶的赖氨酸-氨基转移到DNA一条链的5’端P上，形成“DNA-腺苷酸”复合物。
5、3’-OH对磷原子作亲核攻击，形成磷酸二脂键，释放出AMP。
Ligase：只连“Nick切口”，不连“Gap缺口”
四.两种DNA连接酶
1. E. Coli DNA ligase
当他们同靶DNA链是完全碱基配对时，便可以被连接酶连接起来。
结合点或靠近结合点处存在和靶DNA错配的碱基两个探针之间不能形成磷酸二脂键。
第五节DNA聚合酶DNA Polymerase
常用的DNA聚合酶：
1、大肠杆菌DNA聚合酶Ｉ
2、大肠杆菌DNA聚合酶Ｉ的Klenow大片段酶
3、T4 DNA聚合酶
4、T7 DNA聚合酶
成功秘诀：好市口＋个性经营第二章Enzymes
第四节DNA连接酶Ligase
一、DNA连接酶的发现
二.连接条件
必须是两条双链DNA。
Байду номын сангаасDNA3’端有游离的-OH，5’端有一个磷酸基团（P）。需要能量。
三、连接反应的机理
1、ATP（NAD+)提供激活的AMP。
2、ATP与连接酶形成共价“连接酶-AMP”复合物，并释放出焦磷酸PPi。
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。
连接酶链式反应（ligation chain reaction, LCR）
寡核苷酸连接测定法的作用
检测突变
寡核苷酸连接测定法的作用：检测突变。
1.寡核苷酸连接测定法
（1）原理:
两条寡聚核苷酸探针分子，同一种与之互补变性的靶DNA之间的杂交作用,这两条寡聚核苷酸探针分子在靶DNA分子上的位置是彼此相邻的。
(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）
六.DNA分子连接的四种形式
1.粘性末端；2.平末端；3.平末端加尾；4.平末端加衔接物(linker)或接头(adaptor)
(1)Digestion and Ligation
1．粘性末端连接
Problem: (自我环化作用)
解决方法：a、双酶切（两种内切酶）b、去磷酸
2.平末端连接
粘性末端连接效率高于平末端约100倍！
3. T4 DNA聚合酶的“取代合成”法末端标记
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
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。