人教版高中生物选修3专题一基因工程详细知识点
生物选修三易考知识点背诵专题1 基因工程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（微生物）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（中心轴线的两侧）和平末端（中心轴线）EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列:他们识别的核苷酸序列不同,但是切点都是在G↓C之间。
（4）比较有关的DNA酶（1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基（2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。
（3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
（4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，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T4D NA连接酶来自T4噬菌体，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）运载体使用的目的：①是用它做运载工具，将目的基因转运到宿主细胞中去。
②是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
（3）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。
它有多个限制酶切位位点，可自我复制，也可整合到染色体DNA随染色体同步复制。
其上有标记基因如氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因等。
被用做载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行人工改造的。
（4）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。
来源不同不同，结构、大小、插入片段有很大差别。
(二)基因工程的基本操作程序目的基因的获取→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（即已有物种）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.获得目的基因的方法（一）从基因文库中获取目的基因：基本概念的理解：①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，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。
②将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然后将这些片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。
这个群体包含了这种生物的所有基因。
这种基因文库叫基因组文库。
③有些基因文库比较小，只包含了一种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，如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（也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体叫做这种生物cDNA文库。
）怎样提取：根据目的基因有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列，基因的功能，基因在染色体的位置，基因的转录产物mRN A以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
（二）PCR（即多聚酶链式反应，1988年穆里斯发明）技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制基本原理前提：一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物。
条件：a..四种脱氧核苷酸b.DNA的两条链为模板c.热稳定DNA聚合酶(Taq酶）d.一对引物（一小段单链DNA或RNA，一般20～30个碱基，能与DNA母链的一段碱基序列互补配对）e.温度控制和缓冲液（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链（即热变性）第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链（复性）；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶（Taq酶）从引物起始互补链的合成（延伸）。
第四步：重复循环此过程以获得大量的目的基因。
第二步：基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
2.重组载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA 片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA ，最终获得所需的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA 片段，位于基因的尾端，使转录停止。
（3）标记基因：是为了鉴定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。
常用的标记基因是抗生素抗性基因。
3.重组载体的构建方法同种限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA 连接酶把两者连接。
目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。
第三步：将目的基因导入受体细胞_1. 转化的概念：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。
2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。
此方法的受体细胞多是受精卵。
将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca 2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体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，完成转化过程。
3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步：目的基因的检测和表达分子检测个体鉴定：①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA 分子杂交分子杂交抗原-抗体杂交（三）基因工程的应用一、植物基因工程主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良作物的品质和利用植物生产药物等方面。
（1）、抗虫转基因植物目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性。
用于杀虫的基因主要是 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
（2）、抗病转基因植物引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等。
抗病转基因植物所采用的基因使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。
（3）抗逆转基因植物目前科学家利用一些可以调节细胞渗透压得基因的基因，来提高农作物的抗盐碱和能力；将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草和番茄，提高其耐寒能力；将抗除草剂基因导入作物，使作物抗除草剂。
（4）利用转基因改良植物品质利用转基因技术可以提高生物中的必需氨基酸的含量（如富含赖氨酸的转基因玉米转入的是富含赖氨酸的蛋白质编码基因）、延长贮存时间、改变花色等，从而提高作物品质。
二、动物基因工程（1）提高动物的生长速度——转入外源生长素基因（2）改善畜产品的品质—--将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使奶牛分泌的乳汁中乳糖含量大大境地而其他营养成分不受影响。
（3）转基因动物生产药物—--将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等填空组件重组在一起，通过纤维注射法导入哺乳动物受精卵中进而发育成转基因动物，如从乳汁中提取药物的乳腺生物反应器或乳房生物反应器，表达的药物如抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等。
（4）转基因动物作为器官移植的供体---猪油内脏构造与人相似且隐藏的病毒较少，科学家试图用猪来解决人类器官的来源。
目前做大的问题是免疫排斥，解决办法是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，再结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
三、基因工程药物利用转基因工程菌生产药物如细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
这些药物用来预防和治疗肿瘤。
心血管疾病。
传染病、糖尿病等。
蛋白质工程的概念蛋白质工程是指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。
（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）蛋白质工程的途径是：预测蛋白质功能→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。
蛋白质工程在基因工程的基础上，是第二代基因工程。
人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章 基因工程 本章整合
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生物
内容索引
知识网络系统构建 核心观点专题归纳
知识网络系统构建
核心观点专题归纳
专题一 基因工程基本操作类试题的一般解题步骤 1.三辨 分辨限制酶的种类、识别序列和切割位点。在切割目的基因和载体时, 一般用同一种限制酶,也可用不同的限制酶,但两种限制酶切割后产生的黏 性末端的碱基要互补配对。 2.三找 找出标记基因、目的基因及其插入位点。一般来说,质粒中至少要有一 个标记基因,如抗生素抗性基因。明确目的基因的插入位点是在标记基因 内部还是在标记基因之外。
3.一析 分析目的基因插入质粒后是否会破坏标记基因。如果质粒中仅有一个 标记基因,则目的基因插入后不能破坏该标记基因;如果质粒中有两个至多 个标记基因,则至少应保留一个完整的标记基因。 4.一厘 厘清判断目的基因是否导入受体细胞的方法。一般用含有某种抗生素 的培养基培养受体菌。如果有两种抗生素抗性基因,还需判断用哪一种抗 生素来检测。
专题二 基因表达载体的构建与限制酶切割片段的判断 1.构建基因表达载体不可缺少的工具酶是限制酶和DNA连接酶。 2.选择何种限制酶取决于目的基因两端和载体上的限制酶识别序列和切 割位点。解决此类问题时要遵守的原则:(1)要在目的基因的两端和载体上 切出相同的黏性末端或平末端,以保证目的基因与载体的连接;(2)至少保 证载体上有一个标记基因不被破坏,以便于筛选;(3)要确保目的基因能插 入载体的启动子与终止子之间。 3.E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶。因此,在构建基因表达载体时要根据限制酶切割的结果来加 以选择。
本课结束6.将切开的载体与源自开的目的基因混合,加入DNA连接酶后,会出现多种 连接方式,如载体与载体连接、目的基因与目的基因连接、载体与目的基 因连接、载体自接、目的基因环化等。
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。
高中生物基因工程相关知识点
高中生物基因工程相关知识点一、知识概述《高中生物基因工程》①基本定义：基因工程呢，就是按照人们的意愿，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。
比如说，我们想让某种细菌能生产人的胰岛素，就可以用基因工程的方法把人的胰岛素基因放到细菌细胞里。
②重要程度：在高中生物学科里那可是相当重要的。
它是现代生物技术的核心内容，像是培育转基因作物、生产基因工程药物等都靠它。
就像盖房子的大梁一样，对整个现代生物科技领域起着支撑性的作用。
③前置知识：得先掌握好细胞结构尤其是细胞核中的基因相关知识，还有像DNA的结构、复制、转录、翻译等基础知识。
我当时学这个就因为之前对DNA转录那些东西不是特别熟，学基因工程的时候还费了点劲儿呢。
④应用价值：实际应用老多了。
在农业上，培育出抗虫、抗病、抗除草剂的农作物品种。
像抗虫棉，这就是基因工程的成果，棉花里转入了抗虫基因，虫子吃了就挂了。
在医疗上，能生产出各种珍贵的药物，好多以前很难获取的药用蛋白现在都可以用基因工程细胞大量生产了。
二、知识体系①知识图谱：它属于现代生物技术这一板块，和细胞工程、蛋白质工程等都是并列的关系，不过基因工程在很多情况下是其他生物技术的基础。
②关联知识：和分子生物学里的DNA、基因知识息息相关，也和遗传定律有关联，毕竟是在改变生物的遗传性状嘛。
就像编织一张网，基因工程和其他知识相互交织。
③重难点分析：- 掌握难度：难度不小呢。
它涉及到很多微观层面的操作和理解。
像是基因表达载体的构建，要知道怎么选合适的启动子、终止子、标记基因等，这都很复杂。
- 关键点：关键就在基因操作的工具和基本步骤要理解准确。
比如说限制酶，得明白它是怎么识别特定的核苷酸序列，然后在特定的切点切割DNA的。
④考点分析：- 在考试中的重要性：那是相当重要啊，几乎每次生物考试都能扯到基因工程的内容。
- 考查方式：有选择题，考一些基础知识，像基因工程用到的工具酶；还有简答题，可能让你设计基因工程的步骤去培育某个转基因生物。
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。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
生物选修三知识点梳理
生物选修三知识点梳理福建省厦门双十中学余炅昊专题一：基因工程（又叫DNA重组技术）1. 实现基因工程的技术：体外DNA重组和转基因2.操作水平：DNA分子水平第一节：DNA重组技术的基本工具一．限制性核酸内切酶1.来源：主要是原核生物2.作用特点：能识别双链DNA分子的某种（不仅限于一种，如：）特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开3.用途：切割DNA获取目的基因，切割载体4.切割得到的末端有黏性末端和平末端两种形式二、DNA连接酶1.作用对象：DNA片段2.分类：甲．从大肠杆菌中分离得到的Ecoli DNA连接酶特点：只能连接互补的黏性末端乙．从T4噬菌体中分离出来的T4 DNA连接酶特点：既可以连接黏性末端又可以连接平末端但连接平末端效率低DNA连接酶作用无专一性要求三、载体1、作用：将目的基因送入细胞2、分类：甲：质粒乙：噬菌体衍生物丙：动植物病毒3、质粒特点：裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并且具有自我复制能力的双链DNA分子4、作为运载体的条件甲：在宿主细胞中能保存下来并大量复制乙：有一个至多个限制酶切割位点（作用：供外源DNA片段插入其中）丙：有某种标记基因（抗性基因、绿色荧光蛋白基因或其他产物有特殊颜色的基因）第二节：基因工程的基本操作程序一、四个步骤目的基因的获取、基因表达载体的构建（基因工程的核心）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定二、具体内容甲、目的基因的获取：获取目的基因的方法：1、从基因文库中获取目的基因分类：基因组文库、部分基因文库根据2、利用PCR技术扩增目的基因原理（特点）前提原料过程3、人工合成条件乙、基因表达载体的构建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，使目的基因能够表达和发挥作用2.组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因启动子（有特殊结构的DNA片段），作用：是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动转录标记基因的作用：鉴别并筛选含目的基因的受体细胞丙：将目的基因导入受体细胞转化的定义：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.将目的基因导入植物细胞大题问题汇总：专题一：基因工程：1、目的基因之所以能插入到转基因生物的染色体DNA上，其原因是：基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的、用同一种限制酶对两者进行切割，产生相同的黏性末端2、不同生物基因可以拼接的结构基础是：DNA结构基本相同3、一般情况下，未经Ca2+溶液处理的大肠杆菌不作受体细胞的原因：未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA)的能力极弱4、PCR过程中所用的酶（Taq酶）的显著特点是：耐高温5、培养选择过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件：具有标记基因；能在受体细胞中复制并稳定保存6、DNA分子杂交技术中应用：用放射性同位素或荧光分子标记的含有目的基因的DNA单链（片段）作探针7、目的基因不一定能从cDNA文库中得到的原因：cDNA是由生物发育某个时期的mRNA逆转录产生的8、PCR过程中退火温度设定必须根据：引物的碱基数量和种类9、含目的基因的DNA片段和质粒表达载体用单酶切处理，并用DNA连接酶连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有：目的基因-载体连接物、载体-载体连接物、目的基因-目的基因连接物3种10、微生物在基因工程中有哪些重要作用：工具酶主要来自微生物；最重要的目的基因供体库之一；目的基因的载体之一；作为受体细胞；提供用于发酵的工程菌11、PCR反应体系的主要成分应包括：扩增缓冲液；水；dATP/dGTP/dCTP/dTTP；Taq酶（热稳定DNA聚合酶）；对目的基因特异性的DNA引物对12、启动子的作用：提供RNA聚合酶识别和结合的位点；驱动基因转录出mRNA13、将目的基因导入愈伤组织细胞与采用叶肉细胞相比，其优点是：全能性高14、基因治疗就是把健康的外源基因导入：有基因缺陷的细胞15、检测大肠杆菌（受体细胞）是否导入了质粒或重组质粒，可采用的方法是：将大肠杆菌（受体细胞）培养在选择性培养基上，能够生长的，说明已导入了质粒A和重组质粒16、目的基因通过一定的途径整合到水稻的基因组中，也不一定会表达，其原因最可能是：目的基因受到转基因生物中相邻基因的影响（X：整合到转基因生物基因组的目的基因被转基因生物的某种酶破坏了）17、目的基因在转基因生物细胞中成功表达的标志是：在转基因生物的细胞中合成目的基因翻译产物18、两种不同的限制酶酶切后的产物可以连接的原因是：两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端（或平末端）19、设计双酶切的目的：保证目的基因和载体定向连接，防止目的基因或质粒自身环化20、个体水平的检测方法（以抗虫基因为例）：分别向生长状况相同的转基因棉花和普通棉花接种相同等量棉铃虫观察棉花受害情况（单位时间死亡的棉铃虫数量）21、原核生物表达的s蛋白和真核生物表达的s蛋白的氨基酸序列相同，根本原因是：表达蛋白质所用的基因相同22、将目的基因导入植物细胞的常见方法有三种：土壤农杆菌转化法，基因枪法，花粉管通道法23、将已导入目的基因的植物细胞培养成植株需要利用：植物组织培养技术，该技术的核心是：脱分化和再分化24、要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过基因完成的原因：基因决定蛋白质25、检测转基因植株中的目的基因是否成功表达可用的方法是：抗原-抗体杂交法26、在进行基因转移时通常需要将外源基因转入受精卵（或早期胚胎）中，原因是：受精卵或早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达27、转基因生物存在安全性的原因：科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解的相当有限；转移的基因不少是异种生物的基因；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的；28、中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，中国不反对治疗性克隆专题二：细胞工程一：动物细胞工程1、动物细胞培养过程中，随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因为遗传物质发生改变而变成不死性细胞，该种细胞的黏着性下降，细胞膜表面蛋白质的量减少2、将动物组织消化成细胞可使用：胰蛋白酶或胶原蛋白酶3、动物细胞培养的理论基础：细胞增殖4、需要将动物组织消化成细胞的原因：成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞的生长和增殖；组织内部细胞难获得营养物质，难排除代谢废物，易死亡5、人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养6、贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，然后分瓶继续培养，这种培养过程通常被称为传代培养7、动物细胞培养通常保持传代10代以内的原因：以保持细胞正常的二倍体核型8、动物细胞培养技术（其他动物细胞工程技术的基础）的应用：生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等/基因工程常用动物细胞作为受体细胞/检测有毒物质，判断某种物质的毒性/用于生理、病理、药理等方面的研究9、现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是：由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色10、在细胞培养过程中，通常在冷冻（超低温、液氮）条件下保存细胞11、哺乳动物核移植，使用动物胚胎细胞核移植的原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易12、在制备单克隆抗体的过程中，需先将经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，这一诱导过程与植物体细胞杂交不同的是：用灭活的病毒诱导，之后，还需要通过多次筛选（至少两次），经选择性培养的杂交瘤细胞还需进行抗体检测和克隆化培养，才能获得足够的用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞，该细胞的特点是：既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体13、与传统工艺相比，单克隆抗体试剂的优点：特异性强、灵敏度高、产量高14、制备单克隆抗体的B淋巴细胞一般从：脾中采集15、生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞，主要原因是：浆细胞不能无限增殖16、合成培养基的成分：糖/氨基酸/促生长因子/无机盐/微量元素/抗生素等，通常还需加入血清或血浆等一些天然成分17、早期胚胎培养所需的发育培养液的成分：无机盐类/有机盐类/维生素/激素/氨基酸/核苷酸以及血清等物质18、单克隆抗体制备中涉及的动物细胞工程技术：动物细胞培养/动物细胞融合19、将胚胎干细胞进行基因修饰，并将该干细胞嵌入正常囊胚中，胚胎将发育成只有部分细胞含有目的基因的“嵌合体”。
人教版·高中生物·选修3·专题1·基因工程(高三复习课件)
（2）动物细胞 显微注射法 （3）微生物细胞 Ca2+处理法（制备感受态细胞）
农杆菌转化法 原理：植物受损伤—细胞分泌酚类物质—吸引农杆菌—Ti质 粒上的T-DNA可转移到受体细胞中并整合到细胞DNA上
三、基因工程的基本流程 4、目的基因的检测和鉴定
检测目的基因是否插入受体DNA中 DNA分子杂交（Southern杂交） 检测目的基因是否转录 分子杂交（Northern杂交）
识别CCCGGG，并在C与G间切开
平末端
二、基因工程的基本工具 2、DNA连接酶
将DNA片段拼接成新的DNA分子，连接磷酸二酯键 E.coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 只能连接粘性末端 既连接粘性末端又连接平末端
3、运载体 质粒
自我复制、多个酶切位点、标记基因等
λ噬菌体衍生物、动植物病毒等
三、基因工程的基本流程 1、目的基因的获取
A.变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可 利用解旋酶实现 B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原 则完成 C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D.PCR与细胞内DNA复制相 比所需要酶的最适温度较高
3.蛋白质工程在实施中最大的难题是( ) A.生产的蛋白质无法应用 B.发展前景太窄 C.对于大多数蛋白质的高级结构不清楚 D.无法人工合成目的基因 4.下列不可能作为基因工程受体细胞的是( ) A.动物的受精卵细胞 B.人的神经细胞 C.大肠杆菌细胞 D.酵母菌细胞 5.将一个目的基因放入PCR扩增仪中,其他条件都具 备的条件下循环30次,合成的目的基因个数为( ) A.30 B.60 C.229 D.230
8.质粒是基因工程常用的载体,它的特点是(
)
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。
高中生物选修三知识点总结
高中生物选修三知识点总结一、基因工程1. 基因工程的诞生〔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，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
〔2〕基因工程诞生的理论基础是在生物化学、分子生物学和微生物学科的基础上开展起来，技术支持有基因转移载体的发现、工具酶的发现，DNA 合成和测序仪技术的创造等。
2.基因工程的原理及技术(3)基因工程操作中用到了限制酶、DNA 连接酶、运载体考点限制酶细化：限制酶主要从原核生物生物中别离纯化出来，这种酶在原核生物中的作用是识别DNA 分子的特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
①限制酶的特性是识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
限制酶产生的末端有两种：粘性末端和平末端。
②DNA 连接酶与DNA 聚合酶的作用部位是磷酸二酯键，二者在作用上的区别为前者是恢复被限制性内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，后者单个的核苷酸连接到DNA分子上。
③作为基因工程的载体应该具备标记基因、多个限制性内切酶切点、能够在宿主细胞内复制和稳定存等特点。
⑤常见的载体种类有质粒、动植物病毒、噬菌体〔4〕基因工程四步骤：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、目的基因的检测和表达。
考点细化：①目的基因的获取方法为根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在载体上的位置、基因的转录产物、以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
②基因文库、基因组文库、cDNA 文库的区别：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，各个受体菌体分别含有这种生物的不同基因，称之为基因文库。
如果含有一种生物所有基因，叫做基因组文库。
只包含一种生物的一局部基因，这种基因文库叫做局部基因文库，如cDNA 文库。
③基因重组操作中构建基因表达载体的目的是将目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时目的基因能够表达和发挥作用。
高中生物选修三必考知识点总结
高中生物选修三必考知识点总结专题1 基因工程基因工程：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T4-DNA 连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，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：λ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）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。