生物选修三基因工程知识点
专题1基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
1.基因工程又叫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。
操作水平是DNA分子水平,操作环境是在体外。
2.“分子手术刀”──限制性核酸内切酶。
这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。
迄今已从近300种微生物中分离出了约4000种限制酶。
能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列;切开两个两个核苷酸之间的磷酸二酯键,形成黏性末端或平末端。
3.“分子缝合针”──DNA连接酶。
将切下来的DNA片段拼接成新的DNA 分子,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
种类:1)E.coli DNA连接酶:只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来2)T4 DNA连接酶:既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端之间的效率比较低
4.“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。
作为载体的必要条件:能自我复制、有切割位点、有遗传标记基因等。
载体的种类:细菌质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
1.2 基因工程的基本操作程序
1.基因工程的基本操作步骤主要包括: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。
2.目的基因的获取方法:从基因文库中获取、利用PCR提取目的基因、人工合成法。
3.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;RNA引物;四种脱氧核苷酸;热稳定DNA聚合酶(Taq 酶)。
方法:DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
4.基因表达载体的功能:使目的基因在受体细胞中稳定存在;可以遗传给下一代;使目的基因能够表达和发挥作用。
5.基因表达的载体的组成目的基因 +启动子 + 终止子 + 标记基因6.转化: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。
7.导入植物细胞:农杆菌转化法(表达载体导入农杆菌,再让农杆菌感染植
物细胞)
这是双子叶植物和裸子植物中常用的基因转化方法;基因枪法,这是单子叶植物中常用的基因转化方法;花粉管通道法,这种方法十分简便经济,我国的转基因抗虫棉就是用这种方法得到的。
8.导入动物细胞:显微注射法,将基因表达载体提纯,用显微注射仪注射到受精卵中。
9.导入微生物细胞:Ca2+处理受体细胞成为感受态细胞,再进行混合。
10.检测是否插入目的基因,利用DNA分子杂交技术,目的基因DNA一条链(作探针)与受体细胞中提取的DNA杂交,看是否有杂交带。
检测是否转录出了mRNA,利用DNA分子杂交技术,目的基因DNA一条链(作探针)与受体细胞中提取的mRNA杂交,看是否有杂交带。
检测目的基因是否翻译成蛋白质。
抗体与蛋白质进行抗原-抗体杂交,看是否有杂交带。
还可以根据其性状进行个体水平的
鉴定。
1.3 基因工程的应用
一、植物基因工程成果
1.抗虫转基因植物
杀虫基因:主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、
植物凝集素基因等。
2.抗病转基因植物
抗病基因:使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因;抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因抗毒素合成基因。
3.其他抗逆转基因植物:
抗逆基因:调节渗透压的基因(使植物细胞渗透压升高以适应盐碱或干旱环境)、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因。
4.利用转基因改良植物的品质
举例:将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高植物氨基酸含量。
二、动物基因工程
1.用于提高动物生长速度:外源生长激素基因
2.用于改善畜产品的品质:肠乳糖酶基因,转基因牛的乳糖含量减少。
3.用转基因动物生产药物
基因来源:药用蛋白基因 + 乳腺蛋白基因的启动子
成果:乳腺生物反应器
4.用转基因动物作器官移植的供体
原理:使移植动物器官没有抗原,就不会发生免疫排斥反应
方法:将器官供体基因组导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因。
5.基因工程药品
来源:转基因工程菌。
成果:白细胞介素、干扰素、抗体、疫苗、激素等。
三、基因治疗
1.概念:把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效手段。
2.种类:体外基因治疗和体内基因治疗。
3.原理:遗传病患者一般缺少正常基因,所以导入正常基因后,使基表达,
即可对病情起到缓解作用。
1.4 蛋白质工程的崛起
1.基因工程的实质:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,后者可以产生它本来不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状。
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。
2.蛋白质工程的目的:生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的蛋白质
3.蛋白质工程的目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计
4. 蛋白质工程的基本途径:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷序列,可以创造自然界不存在的蛋白质
5.概念:以蛋白质分子的结构规律及其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。
也就是说,蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
6.蛋白质工程取得的进展向人们展示出诱人的前景,但目前成功的例子不多,主要原因是蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构,这种高级结构非常复杂,而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。
生物选修三知识点总结
生物选修三知识点总结生物选修三是高中生物课程中的重要组成部分,涵盖了现代生物技术的多个方面。
以下是对生物选修三知识点的详细总结。
一、基因工程基因工程,又称为 DNA 重组技术,是按照人们的意愿,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。
(一)工具1、限制性核酸内切酶(简称限制酶):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。
2、 DNA 连接酶:连接两个 DNA 片段,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
3、载体:常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
载体需要具备的条件有: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,便于重组DNA 的筛选。
(二)基本操作步骤1、目的基因的获取:从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增、人工合成。
2、基因表达载体的构建:这是基因工程的核心步骤,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,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
3、将目的基因导入受体细胞:导入植物细胞常用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法;导入动物细胞常用显微注射法;导入微生物细胞常用感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定:分子水平的检测包括检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因、检测目的基因是否转录出了mRNA、检测目的基因是否翻译成蛋白质;个体水平的鉴定包括抗虫或抗病的接种实验等。
二、细胞工程(一)植物细胞工程1、植物组织培养:在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物体细胞杂交:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
(二)动物细胞工程1、动物细胞培养:从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。
- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。
- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。
- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。
- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。
2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。
- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。
- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。
- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。
3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。
- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。
- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。
- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。
4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。
- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。
- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。
5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。
- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。
生物选修三基因工程知识点总结
生物选修三基因工程知识点总结随着现代科技的飞速发展,生物技术一直处于不断创新和进步的状态。
而基因工程作为一项重要的技术手段,已经成为了当今社会不可或缺的一部分。
在生物学选修三中,我们学习了基因工程的相关知识,下面将对其中的重点知识做一个总结。
1. 基因工程的概念基因工程是在DNA技术的基础上,通过改造DNA序列,使其具有某种特定的性状或功能的技术。
基因工程技术的应用包括基因克隆、基因修饰和基因转移等。
通过基因工程技术,可以在不同生物体之间进行基因互换,或是将外源基因组合到原有基因中,使生物体产生某种特定的性状或功能。
2. 基因克隆技术基因克隆技术是基于DNA重组技术,通过分离、扩增和定位目标基因,将其插入到接受体中,从而实现外源基因的人工插入和复制。
基因克隆技术使用的重要工具包括PCR、限制性内切酶、DNA序列分析和DNA重组技术。
3. 基因修饰技术基因修饰技术是通过改变DNA序列,使生物体产生某种新的表型或功能的技术。
在基因修饰技术中,常用的方法包括点突变、分子修剪和CRISPR-Cas9技术等。
通过基因修饰技术,科学家可以精准地改变某些基因的表达和功能,进而实现人造种子生产、基因治疗等一系列应用。
4. 基因转移技术基因转移技术是将特定基因从一种生物体转移到另一种生物体中的技术。
基因转移技术可以用于创建转基因生物,也可作为基因治疗的手段。
其中,主要的技术包括基因枪法和电穿透法等。
5. 转基因生物的应用转基因生物作为一种新生物体,具有一系列特定的基因和表型特征,被广泛应用于生物医学研究、农业生产和环境保护等领域。
转基因生物包括转基因作物、转基因动物和基因治疗等,这些应用使人类可以更好地掌握生命科学的知识和应用价值,为人类的生存和发展带来了更多的可能。
6. 基因编辑技术基因编辑技术是一种新型基因工程技术,其通过切除、增加或修复目标基因序列的方法,改变生物体基因组结构和功能的技术。
其中,CRISPR-Cas9是目前应用最广泛的基因编辑技术。
生物选修3知识点整理
效率低
第一页,编辑于星期三:六点 五分。
3.运载体
(1)作用:
①作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)种类:质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。
(3)条件:
①有一个或多个限制酶切位点 ②能自我复制
③有标记基因
(4)一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要求, 因此在基因工程中,对某些天然的载体进行人工改造。
③卵黄膜封闭作用---防止多精入卵的第二道屏障
④入卵后,尾部脱离,核膜破裂,形成雄原核 同时卵子被激活,完成减二分裂,形成雌原核
第十六页,编辑于星期三:六点 五分。
5.卵裂期:透明带内进行,胚胎总体积略减小,细胞行有丝分裂 6.桑椹胚(32个),之前每个细胞都具全能性
7.囊胚:内细胞团 滋养层
8.透明带破裂:孵化
2)DNA的拼接技术---基因工程
17.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质
18.蛋白质工程:第二代基因工程
基因修饰或基因合成
第八页,编辑于星期三:六点 五分。
第二章 细胞工程
1.植物的组织培养 离体的组织、器官或细胞
一、植物细胞工程 脱分化
愈伤组织
再分化
植物体
外植体
营养:蔗糖、矿质元素(无机盐)
无机盐、维生素、激素、 氨基酸、核苷酸、葡萄糖、 血清 液体培养基
细胞全能性
脱毒植株、微型繁殖、人工种子
获得新植株
蔗糖、矿质元素、维生素、 植物 激素、有机添加剂 固体培养基
第十二页,编辑于星期三:六点 五分。
ห้องสมุดไป่ตู้
(二)动物体细胞核移植技术 原理:动物细胞核的全能性
生物选修三基因工程知识点
专题1基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具1.基因工程又叫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。
操作水平是DNA分子水平,操作环境是在体外。
2.“分子手术刀”──限制性核酸内切酶。
这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。
迄今已从近300种微生物中分离出了约4000种限制酶。
能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列;切开两个两个核苷酸之间的磷酸二酯键,形成黏性末端或平末端。
3.“分子缝合针”──DNA连接酶。
将切下来的DNA片段拼接成新的DNA 分子,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
种类:1)E.coli DNA连接酶:只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来2)T4 DNA连接酶:既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端之间的效率比较低4.“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。
作为载体的必要条件:能自我复制、有切割位点、有遗传标记基因等。
载体的种类:细菌质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒1.2 基因工程的基本操作程序1.基因工程的基本操作步骤主要包括: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。
2.目的基因的获取方法:从基因文库中获取、利用PCR提取目的基因、人工合成法。
3.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;RNA引物;四种脱氧核苷酸;热稳定DNA聚合酶(Taq 酶)。
方法:DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
4.基因表达载体的功能:使目的基因在受体细胞中稳定存在;可以遗传给下一代;使目的基因能够表达和发挥作用。
5.基因表达的载体的组成目的基因 +启动子 + 终止子 + 标记基因6.转化: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。
高中生物选修三知识点总结
高中生物选修三知识点总结基因工程是高中生物核心知识点。
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。
下面给大家分享一些关于高中生物选修三知识点,希望对大家有所帮助。
基因工程(DNA 重组技术):体外、定向、分子水平基本工具:限制性核酸内切酶(限制酶)来自原核细胞,识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列,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。
DNA 连接酶: E ·coliDNA 连接酶(只黏性末端)T4DNA 连接酶(黏、平末端也可但效率低)载体:质粒、入菌体的衍生物、动植物病毒条件:①能在宿主细胞内稳定存在复制表达②一种或多种限制酶切点③标记基因(抗生素抗性基因、荧光基因)基本操作程序:1、目的基因的获取: (人工合成、体内提取)①从基因文库获取②PCR 技术扩增目的基因:模板、Taq 酶(热稳定 DNA 聚合酶)、原料&能量(dXTP)、引物(过量)五物混合,加热至90~95℃ ,DNA 解旋,冷却到55~60℃ ,引物与互补DNA 链结合,加热至70~75℃,Taq 酶从引物起始互补链的合成③人工化学合成:基因比较小,核苷酸序列已知2、基因表达载体的构建: (基因工程的核心)启动子:DNA 片段,基因的首端,RNA 聚合酶识别和结合的部位目的基因终止子:DNA 片段,基因的尾端标记基因:鉴别受体细胞中是否含有外源基因,从而将含有外源基因的细胞筛选出来。
(复制原点:仅自我复制的需要,整合到宿主染色体上再表达的不需要)3、将目的基因导入受体细胞:转化:是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。
(1)导入植物细胞(体细胞、受精卵)①农杆菌转化法(双子叶植物、裸子植物)受损,伤口细胞分泌酚类化合物,吸引农杆菌移向,Ti质粒上 T-DNA(上插目的基因)转移至受体细胞整合到受体细胞染色体上②基因枪法(单子叶植物)③花粉管通道法(2)导入动物细胞(受精卵)显微注射技术(3)导入微生物细胞优点:繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少、对人体无害(大肠杆菌)步骤:Ca2+ 处理细胞,使其成为感受态细胞,重组表达载体 DNA 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA 分子4、目的基因的检测与鉴定:①DNA 分子杂交技术:转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因(目的基因是否进入原核细胞)转基因生物的染色体 DNA(原核质粒)+有同位素标记的目的基因②RNA 分子杂交技术:目的基因是否转录出了mRNA 转基因生物的 mRNA+有同位素标记的目的基因③抗原-抗体杂交:目的基因是否翻译成蛋白质转基因生物的蛋白质+相应的抗体④个体生物学水平的鉴定:抗虫抗病的接种实验蛋白质工程(自然界不存在的蛋白质)预期蛋白质功能,设计蛋白质结构,推测氨基酸序列,找对应的脱氧核苷酸序列,人工合成基因,基因工程,蛋白质产品细胞工程: (一)植物细胞工程:1、植物组织培养技术:(1)原理:植物体细胞的全能性(2)过程:离体的植物器官、组织或细胞,脱分化(避光),愈伤组织(未分化,薄壁细胞),再分化,根芽,细胞分裂分化,植株(3)条件:无菌(防止微生物污染)营养(无机盐、有机物、水)激素(生长素、细胞分裂素,=1 诱导脱分化,>1 生根,<1 生芽,激素杠杆)离体2、植物体细胞杂交技术:克服生殖隔离(不同生物远缘杂交不亲和的障碍)(二)动物细胞工程:1、动物细胞培养:(1)原理:一些动物细胞在体外可生长增殖(2)过程:动物组织块,剪碎,胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,制成细胞悬液原代培养:转入培养瓶,细胞贴壁(培养瓶内壁光滑无毒易于贴附),细胞有丝分裂,接触抑制胰蛋白酶处理分瓶继续传代培养(10 代以内以保持正常的二倍体核型,50 代以上癌细胞)(3)条件:无菌无毒的环境:用具无菌处理;培养液中加抗生素;定期更换培养液(清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害)营养:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清血浆温度和 pH:动物体温(哺乳 36+ -0.5℃),pH=7.2-7.4气体环境:95%空气+5%CO2(维持培养液 pH)2、动物体细胞核移植技术(克隆动物)胚胎细胞核移植(易) 移入去核卵母细胞3、动物细胞融合(细胞杂交):除物理化学法外,还可用灭活的病毒诱导4、杂交瘤技术(生产单克隆抗体)(1)传统方法:向动物体内反复注射某种抗原,产生抗体后从血清中分离,抗体产量低纯度低特异性差(2)单克隆抗体优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备胚胎工程:早期胚胎或配子水平(一)体内受精和早期胚胎发育:1、精子的发生:睾丸的曲细精管内,初情期开始变形:细胞核—精子头,高尔基体—顶体,中心体—尾,线粒体—尾的基部的线粒体鞘,其他物质—原生质滴向后脱落2、卵子的发生:卵巢及输卵管胎儿性别分化后:卵原细胞有丝分裂,并变成初级卵母细胞,被卵泡细胞包围形成卵泡卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前(胎儿时期完成)初情期后:初级卵母细胞——次级卵母细胞和第一极体——减二中期停——卵子、极体马狗排卵猪牛羊排卵受精卵子是否受精的标志:卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体3、受精:输卵管内完成(1)精子获能(2)卵子的准备:达到减数第二次分裂中期(3)受精:顶体反应,释放顶体内酶,溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠、透明带, (精子触及卵黄膜的瞬间)透明带反应,精子外膜和卵黄膜相互融合(标志着精子入卵),卵黄膜的封闭作用&精子尾部脱离形成雄原核,卵子减二完成,排出第二极体,形成雌原核,比雄原核小,核融合(标志受精卵的产生) 防止多精入卵:透明带反应卵黄膜的封闭作用4、胚胎发育:卵裂期(透明带内,有丝分裂,胚胎的总体体积并不增加,或略有减小)(1)桑椹胚:细胞数目 32 个,全能细胞(2)囊胚:开始出现分化,内细胞团(胎儿);囊胚腔;滋养层细胞(胎膜胎盘)孵化:透明带破裂,胚胎伸展出来(3)原肠胚:内细胞团—外胚层、内胚层、中胚层,原肠腔(二)体外:1、体外受精:(1)卵母细胞的采集:实验动物、猪、羊—促性腺激素处理超数排卵,输卵管中冲取大牛:屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;活体动物的卵巢中吸取卵母细胞人工培养至减二中期(2)精子的采集和获能:假阴道法、手握法、电刺激法获能处理:培养法(人工配制的获能液);化学诱导法(一定浓度的肝素或钙离子载体溶液)(3)受精:获能溶液或专用的受精溶液2、胚胎的早期培养:无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清向受体移植或冷冻保存3、胚胎移植:(1)意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖能力;大大缩短了供体本身的繁殖周期; 良种畜群迅速扩大,加速了育种工作和品种改良;不受时间地域限制,节省购买种畜费用;胚胎冷冻保存品种资源和濒危物种(2)基本程序:①对供、受体的选择和处理。
生物选修3基因工程知识点归纳
合成DNA片段或基因
整理课件
25.如果基因比较短小,核苷酸序列又已知,则可以用何种方法获得 目的基因? 通过DNA合成仪,用化学方法人工合成,无需模板
26.能否把目的基因单独导入受体细胞?
不能,必需以基因表达载体的方式携带进去
27.基因工程技术的核心是什么? 28.构建基因表达载体的目的是什么?
DNA连接酶
蛋白质
作用对象
双链DNA片段
是否需要模板
在基因工程 中的作用
在DNA复制 中的作用
不需要
构建基因表达载体
连接滞后链上的 冈崎片段
整理课件
DNA聚合酶
蛋白质 将单个脱氧核苷酸 合成互补子链
需要 PCR技术需要耐高温的 DNA聚合酶,即Taq酶 将游离脱氧核苷酸连接 到引物,形成互补子链
整理课件
整理课件
30.不经改造的普通噬菌体,能否用做基因工程的载体? 普通的噬菌体进入细菌细胞,会导致受体菌裂解死亡
整理课件
1.2 基因工程的基本操作程序
1. 基因工程的基本操作程序,包括哪几个步骤? 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 目的基因的检测和鉴定。
AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC AGGUCACGUCG
RNA聚合酶
RNA聚合酶
非编码区
整理课件
真核细胞的基因结构
编码区
非编码区
编码区下游
RNA聚合酶
结合位点 外显子
内含子
(能编码蛋白质) (不能编码蛋白质)
调控遗传信息的表达 (调控序列)
整理课件
6. 原核生物与真核生物基因结构的主要区别是什么?
选修三
基因工程高中选修三生物第一单元知识点归纳
专题一 基因工程1.1 DNA 重组技术的基本工具1.基因工程(有性生殖)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DNA 分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做DNA 重组技术。
2.基因工程的原理是基因重组(变异是定向的),突破了生殖隔离,实现了不同生物之间的基因重组。
3.基因工程的基本工具:(一)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)1.来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
2.功能:识别特定的核苷酸序列,切割特定的位点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.特点:专一性。
4.结果:黏性末端和平末端。
(二)“分子缝合针”——DNA 连接酶1.分类:根据酶的来源不同,可分为E ·coliDNA 连接酶(来源于大肠杆菌,只能使黏性末端之间连接)和T4DNA 连接酶(来源于T4噬菌体,能缝合黏性末端和平末端,但连接平末端之间的效率较低)两类。
2.功能:恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(三) “分子运输车”——载体(不是工具酶)1.载体具备的条件:A.能在受体细胞中保存并大量复制;B.有一至多个限制酶切割位点;C.具有标记基因(供重组DNA 的鉴定和选择);D.对受体细胞无害。
2.基因工程常用的载体有:质粒 、入噬菌体的衍生物和动、植物病毒等。
最常用的载体是质粒(常存在于原核细胞和酵母菌中),它是一种裸露的、结构简单的、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。
3. 功能:a.将基因送入细胞中;b.在受体细胞内对目的基因进行大量复制并稳定保存。
1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本过程:目的基因的获取、基因表达载体的构建(核心)、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
(一) 获得目的基因(主要指编码蛋白质的基因,也可以是一些有调控作用的因子 )1.获取方法主要有两种:①从自然界中已有的物种中分离出来;②人工合成。
人教版高中生物选修三知识点汇总(背诵版)
人教版高中生物选修三知识点汇总(背诵版)专题一基因工程1.2.3.4.5.6.7.8.9.基因工程的场所?(生物体外)基因工程操作水平?(DNA分子水平)基因工程利用的技术?(基因重组和转基因技术)基因工程的原理?(基因重组)基因工程的别名?(DNA重组技术)基因工程的目的?(获得人类需要的基因产物)基因工程/DNA重组技术的基本工具?(限制性核酸内切酶(限制酶),DNA连接酶,载体)工具酶?(限制酶,DNA连接酶)限制酶的分布?(主要分布在原核生物中)限制酶的作用部位?(磷酸二酯键)10.限制酶的特异性?(限制酶只能识别特定的双链DNA 序列,并在特定的切割位点切割)11.限制酶的专一性?(不同的限制酶识别不同的核苷酸序列)12.限制酶作用的结果是?(形成黏性末端或平末端)13.DNA连接酶的种类?(2类。
来自大肠杆菌的E.coliDNA连接酶(只能催化连接黏性末端),来自T4噬菌体的T4DNA连接酶(既能催化连接黏性末端也能连接平末端))14.DNA连接酶的作用位点?(磷酸二酯键)15.DNA连接酶和DNA聚合酶的区分?(DNA连接酶催化连接DNA片断,不需要模板,DNA聚合酶催化连接单个脱氧核苷酸,需要模板)16.载体的种类?(质粒(最常用),λ噬菌体的衍生物,动植物病毒)17.作为载体必备的条件?(能够在受体细胞中稳定存在并自我复制,对受体细胞无害,有一个或多个酶切位点,具有标志基因)18.质粒?(独立于拟核之外的小型环状双链DNA 份子)19.标志基因的作用?常用的有?(供重组DNA的鉴定和选择)(四环素抗性基因,氨苄青霉素抗性基因)20.基因工程中使用的质粒是否是天然质粒?(不是,使用的是人工改造过的天然质粒)21.基因工程的基本操作程序的步骤?(4个,获取目的基因,基因表达载体的构建(核心工程),将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定)24.PCR(多聚酶链式回响反映)技术的原理?(DNA复制)25.PCR技术操作环境?(生物体外,在PCR扩增仪中)26.PCR与DNA复制不同之处?(前者不需要解旋酶,高温解旋,后者要用解旋酶解旋;前者的DNA聚合酶要求热稳定性高,后者环境温和不需要热稳定性高的DNA聚合酶)(PCR技术中需要一种特殊的酶:Taq酶,又叫热稳定性DNA聚合酶)27.若基因较小,核苷酸序列,则能够通过DNA合成仪?(用化学方法直接人工合成)28.基因表达载体?(不同生物构建的表达载体有差别,但都需具备四部分:启动子,终止子,目的基因,标记基因)(复制原点)29.启动子和起始密码子,终止子和终止密码子?(启动子和终止子是DNA,起始密码子和终止密码子是RNA。
高中生物选修三基因工程主要知识点
高中生物选修三基因工程主要知识点(1.1、1.2)1、基因工程:按照人们的意愿,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。
1、基因工程的三大工具:限制性核酸内切酶—“分子手术刀”;DNA连接酶—“分子缝合针”;基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。
2、限制性核酸内切酶的特点:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3、限制酶识别序列的特点:反向对称,重复排列。
4、限制酶在原核生物中的作用:切割外源DNA,保护细菌细胞。
5、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子?原核生物本身不含相应特异性序列;对DNA分子进行甲基化修饰。
6、两种常见的DNA连接酶:E·coli DNA连接酶:源自大肠杆菌,只连接黏性末端;T4DNA连接酶:提取自T4噬菌体,两种末端均可连接,连接平末端效率低。
7、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点:都是蛋白质;都能生成3'磷酸二酯键。
不同:前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键,后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上;前者不需要模版,后者需要。
8、载体需要满足的条件:有一到多个限制酶切点;对受体细胞无害;导入基因能在受体细胞内复制和表达;有某些标记基因;分子大小合适。
9、质粒: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很小的双链环状DNA分子。
10、标记基因的作用: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。
11、三类载体:质粒;λ噬菌体的衍生物;动植物病毒。
12、获取目的基因的方法:说法一:从自然界已有的物种中分体(鸟枪法、反转录法)、用人工的方法合成;说法二:从基因文库中获取(鸟枪法、反转录法)、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。
13、基因库:一个物种中全部个体的全部基因的总和;基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因;基因组文库:含有某种生物全部基因的基因文库;部分基因文库:只含有一种生物部分基因的基因文库;cDNA文库:用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中。
