2021高考生物必背知识点总结——基因工程
高三生物基因工程知识点
高三生物基因工程知识点
以下是高三生物基因工程的一些重要知识点：
1.DNA重组技术：基因工程的核心技术之一，通过人为操作改变DNA序列，将不同的基因片段组合起来，创造新的DNA序列。
2.限制性内切酶：特定的酶，能够识别并切割DNA的特定序列，用于DNA的切割和粘接。
3.DNA合成：通过化学合成方法，合成具有特定序列的DNA片段，用于基因工程实验中的重组和合成。
4.基因克隆：将感兴趣的DNA片段插入到载体DNA中，构建重组DNA，然后转化到宿主细胞中，使其复制和表达。
5.载体：在基因工程中用于携带和传递外源基因的DNA分子，常用的载体包括质粒、病毒等。
6.DNA测序：确定DNA序列的方法，常用的技术包括Sanger测序和高通量测序技术，用于研究基因的结构和功能。
7.基因编辑技术：包括CRISPR-Cas9系统等，能够定点修改DNA 序列，用于基因功能研究、疾病治疗等领域。
8.基因表达调控：通过改变基因的启动子、转录因子等调控元件，控制基因的转录和翻译水平，实现对基因表达的调控。
9.转基因技术：将外源基因导入到目标生物体中，使其获得新的性状或功能，常用于农作物的改良和生物药物的生产。
10.基因药物：利用基因工程技术生产的用于治疗疾病的药物，如重组蛋白、基因疫苗等。
这些知识点是高三生物基因工程的一些基础概念和技术，通过深入学习和实践，能够更好地理解和应用基因工程在生物学领域的重要性和应用前景。
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现代生物技术的核心内容之一，在高中生物学习中占据着重要的地位。
下面我们就来详细总结一下高中生物基因工程的相关知识点。
一、基因工程的概念基因工程，又称为基因拼接技术或 DNA 重组技术，是指按照人们的意愿，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。
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）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、“分子缝合针”——DNA 连接酶根据来源不同，DNA 连接酶分为两类：E·coli DNA 连接酶和T4DNA 连接酶。
E·coli DNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而 T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较低。
3、“分子运输车”——载体常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
作为载体，需要具备以下条件：（1）能够在受体细胞中稳定保存并自我复制。
（2）具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
（3）具有标记基因，便于进行筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、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）。
（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。
（3）通过化学方法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。
2、基因表达载体的构建（基因工程的核心）目的基因、启动子、终止子、标记基因等组成基因表达载体。
启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA；终止子终止转录；标记基因用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
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。
高中生物选修部分基因工程知识点汇总
高中生物选修部分基因工程知识点汇总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。
基因工程的原理：基因重组1.1DNA重组技术的基本工具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）方式：当限制酶在它识别序列的中心轴线（图中虚线）两侧将DNA的两条链分别切开时，产生黏性末端，当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生平末端。
平末端（4）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶两种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。
3.“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体（1）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。
（2）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（如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因），供重组DNA 的鉴定和选择。
（3）其它载体：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基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：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、目的基因的检测与鉴定。
生物基因工程知识点总结
生物基因工程知识点总结
生物基因工程是一门研究和应用生物技术的学科，利用DNA重组技术和其他分子生物学工具来研究和改造生物体的基因，并开发新的生物技术和产品。
以下是生物基因工程的一些主要知识点：
1. DNA重组技术：包括限制性内切酶、DNA连接酶、DNA合成酶、PCR等技术，用于切割、连接和合成DNA分子。
2.基因克隆：通过将目标基因从某个来源分离并插入到载体DNA中，然后将该重组DNA导入到宿主细胞中进行复制来克隆基因。
3. 变异体制备：利用基因工程技术对生物体的基因进行人为的改变，以获得具有特定功能或性状的变异体。
4. 基因表达调控：通过控制基因的转录和翻译过程，调节基因在细胞中的表达量和时机。
5. 载体构建：选择合适的载体并将目标基因插入到载体中，以便在宿主细胞中进行复制和表达。
6. 基因传递和转导：将重组的DNA导入到宿主细胞中，使其被接受和表达。
7. 基因组编辑：利用CRISPR-Cas9等工具，直接编辑生物体的基因组，实现精确的基因改造。
8. 蛋白质表达和纯化：利用重组DNA技术在宿主细胞中表达目标蛋白，并通过纯化技术获得高纯度的蛋白质。
9. 基因治疗：通过导入功能性基因修复或取代某种疾病引起的基因缺陷，用于治疗遗传性疾病。
10. 转基因技术：将外源基因导入到生物体中，使其具有特定的新功能或性状。
以上只是生物基因工程的一些主要知识点，实际上这只是冰山一角。
随着生物技术的不断发展，生物基因工程领域的知识不断增加和更新，我们需要不断学习和掌握新的技术和知识。
2021年新课标新高考生物复习课件：专题25 基因工程与蛋白质工程
(2)基因治疗 a.概念:把⑤ 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。
b.
c.成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中,使淋巴细胞能产 生腺苷酸脱氨酶,然后,再将这种淋巴细胞转入患者体内,从而治疗复合型 免疫缺陷症。
二、蛋白质工程 1.蛋白质工程崛起的缘由 (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 产生它本不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状。 (2)基因工程的不足:在原则上只能产生自然界已存在的蛋白质。 2.蛋白质工程的基本原理
物反应器”。 因此以胡萝卜为转化受体,研究FMDV的VP1基因在转基因 胡萝卜中的表达情况 , 为进一步研究利用转基因植物生产口服疫苗提供 了一条新途径。 问题探究 (1)构建基因表达载体的目的是什么? (2)将VP1基因转入胡萝卜细胞最常用的是什么方法?其原理是什么? (3)一般来说,切割目的基因或运载体为何使用两种不同的限制酶? 要点点拨 (1)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。 (2)将目的基因(VP1基因)导入植物细胞最常用的是农杆菌转化法。当植 物体受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向 这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可转移至受 体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,利用这一特点,可将目的基
d.扩增过程
过程 变性 复性
延伸
说明
图解
当温度上升到90 ℃以上时,双链 DNA解聚为单链
温度下降到50 ℃左右,两种引物 通过碱基互补配对与两条单链 DNA结合
72 ℃左右时,Taq DNA聚合酶活 性高,可使DNA新链由5'端向3' 端延伸
专题1 基因工程-2021年高考生物选修3知识点归纳(解析版)
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，并通过___基因拼接_和_DNA重组_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_转基因技术_。
科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。
20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。
●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。
1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。
随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。
●遗传密码的破译1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。
1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。
这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。
技术发明使基因工程的实施成为可能。
●基因转移载体的发现1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
●工具酶的发现1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
●DNA 合成和测序技术的发明自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。
高中生物基因工程核心知识点总结
高中生物基因工程核心知识点总结
一、生物工程基本概念
1、生物工程：是以生物学知识、生物技术手段，对细胞、微生物、生物分子和其它生物材料进行改造，以及利用工程原理和技术解决或优化生物学问题的学科。
2、分子工程：建立、组装和修饰分子，应用分子的变化来把控和调整生命过程的学科。
3、基因工程：建立、组装和改变基因，应用基因的变化来把控和调整生命过程的学科。
二、基因工程的基本理论和实践
1、基因工程的概念：基因工程是对物种细胞的基因结构进行改变，使细胞依据调控的要求合成想要的物质或达到目的的技术。
2、基因组：基因组指细胞或组织中基因组成的细胞总和，它可以表达出一种物种所拥有的特性并参与各种活动。
3、转基因技术：利用质粒载体从一种生物体中取出基因，放入另一种生物体中，实现基因重组来改变生物遗传特性。
4、基因测序：利用核酸聚合酶酶切基因片段，用多种技术和设备测定其结构，分析基因的种类、数目、排布、重组等相关内容。
5、基因扩增技术：利用催化剂体外实现DNA的复制，改变或增加基因的数量，从而改变功能，调控细胞表达活动，引入新功能。
6、蛋白质工程：合成、结晶和组装蛋白质，改变其结构和性质，以达到改造表型的目的，从而实现新的功能。
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基因工程
一基因工程的概念及基本工具
(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)
①本质：蛋白质。
②来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
③作用：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。
④结果：产生黏性末端或平末端。
例：如下图所示，Eco RⅠ限制酶识别的碱基序列是—GAATTC—，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是—CCCGGG—，切割位点在C和G之间；说明限制酶具有特异性。
限制酶为何不切割自身DNA?
提示限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的碱基序列，并在特定的位点上进行切割。
限制酶不切割自身DNA的原因是自身DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
(2)DNA连接酶
①作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。
(3)载体
①载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
②常用载体：质粒。
其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
③质粒
a．概念：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很小的双链环状DNA分子。
b．特点：能自我复制；有一个至多个限制酶切割位点；有特殊标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
二基因工程的基本操作程序
1．目的基因的获取
目的基因：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些具调控作用的因子。
获取方法⎩⎪⎨⎪⎧
人工合成⎩⎪⎨
⎪
⎧
利用PCR 技术扩增
(1)从基因文库中获取
①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，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，可分为基因组文库和部分基因文库(如cDNA 文库)。
cDNA 文库的构建
某种生物的
单链mRNA
反逆↓转录酶 单链互补DNA ↓DNA 聚合酶 双链cDNA 片段 ↓与载体连接
导入受体菌中储存 ↓
cDNA 文库
人工合成的两条DNA 片段(引物1，引物2)
当温度上升到90～95_℃时，双链DNA 解旋为单链
温度下降到55～60_℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合
70～75 ℃时，Taq 酶从引物3′端开始进行互补链的合成
DNA 聚合酶不能从头开始合成DNA ，而只能从3′端延伸DNA 链，即DNA 的合成方向总
①前提条件：核苷酸序列已知，基因比较小。
②方法
a ．反转录法：目的基因的mRNA ――――→反转录
单链DNA ―→双链DNA(目的基因) b ．化学合成法：通过DNA 合成仪直接人工合成 2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
(1)操作目的：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。
(2)组成
(3)构建过程
获取目的基因与切割载体时只能用同一种限制酶吗？
提示不是只能用一种限制酶，也可以用不同的限制酶，只要切割后目的基因和载体的黏性末端相同即可。
3．将目的基因导入受体细胞
(1)将目的基因导入植物细胞
①农杆菌转化法：最常用的方法。
a．受体细胞：植物体细胞或受精卵。
b．操作过程：将目的基因插入Ti质粒的TDNA上―→转入农杆菌―→导入植物细胞―→TDNA上的目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上―→目的基因表达。
②基因枪法：适用于单子叶植物，成本较高。
③花粉管通道法：将目的基因通过花粉管通道导入受体细胞，十分简便经济。
(2)将目的基因导入动物细胞
①方法：显微注射技术。
②受体细胞：动物的受精卵。
③操作过程：将含有目的基因的表达载体提纯―→取卵(受精卵)―→用显微注射仪进行显微注射。
获得转基因动物时，通常选择受精卵做受体细胞的原因？
提示受精卵全能性高，可使目的基因在相应的组织细胞内表达。
(3)将目的基因导入微生物细胞
①转化方法
a．用Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)。
b．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子。
②受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌)。
③原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
不论是分子水平还是个体生物学水平的检测，都是在体外进行的。
(2)在DNA分子、mRNA分子上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是用放射性同位素等作标记的目的基因的DNA片段。
三基因工程的应用
1．转基因植物
植物基因工程技术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)，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
2．转基因动物
动物基因工程在动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等方面显示了广阔的应用前景。
3．基因工程药物
(1)来源：转基因的工程菌。
(2)成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
(3)作用：用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病、类风湿等疾病。
4．基因治疗
(1)方法：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。
(2)效果：治疗遗传病的最有效的手段。
(3)分类：体内基因治疗和体外基因治疗。
四蛋白质工程
1．概念：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，以满足人类生产和生活的需求。
2．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→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
单链末端
1．基因表达载体构建时限制酶的选择
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ或PstⅠ和Eco RⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲选择用PstⅠ和Eco RⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类
①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致(也可以是能形成相同黏性末端的不同限制酶)，以确保具有相同的黏性末端。
②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后将不能自主复制。
2．基因表达载体中启动子、终止子的来源
(1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，目的基因中已含有启动子、终止子，在构建基因表达载体时，不需要在质粒上接上特定的启动子、终止子。
(2)如果目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。
因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。
3．如何筛选出含有目的基因的受体细胞
(1)原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，如果插入某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。
如图，目的基因插入了四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。
(2)被转化的细菌有三种：含环状目的基因的细菌、含重组质粒的细菌、含质粒的细菌。
(3)筛选方法：将转化后的细菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养，能生长的是含重组质粒的细菌和含质粒的细菌，如图1、2、3、4、5菌落，再利用灭菌的绒布影印到含有四环素的培养基上，如图能生长的菌落为2、3、4，则在含四环素培养基上不生长的即为含有目的基因的菌落，如图1、5菌落。
最后，可在含氨苄青霉素的培养基上挑取1、5菌落进行培养。
1．DNA粗提取和鉴定的原理
(1)提取思路：利用DNA和其他物质在理化性质方面的差异，提取DNA。
(2)DNA的理化性质(提取和鉴定原理)：
①DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同
②DNA不溶于酒精；
③对酶、高温和洗涤剂的耐受性强；
④DNA＋二苯胺试剂――――→
沸水浴
蓝色。
2．DNA粗提取和鉴定的操作流程。