第二章 目的基因连接及导入.
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第一章:绪论思考题1.什么是生物技术?生物技术所包含的内容及定义。
答:1)生物技术又称生物工程,指人们以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的的技术。
2)包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程、抗体工程、糖链工程、海洋生物技术及生物转化等。
(具体定义见P1)。
2.生物技术药物的概念及分类。
答:1)指采用DNA重组技术或其他生物技术生产的用于预防、治疗和诊断疾病的药物,主要是重组蛋白或核酸类药物。
2)a.按照用途:预防、诊断、治疗;b.按作用类型:细胞因子类、激素类、酶类、疫苗、单克隆抗体类、反义核酸、RNA干扰类、基因治疗药物;c.按照生化特性:多肽类、蛋白质类、核酸类、聚乙二醇化多肽或蛋白质。
3.生物技术药物在理化性质、药理学与作用、生产制备和质量控制方面的特性。
答:1)理化性质(从药物多是蛋白质或核酸出发):a.相对分子质量大;b.结构复杂;c.稳定性差;2)药理学作用:a.活性与作用机制明确;b.作用针对性强;c.毒性低;d.体内半衰期短;e.有种属特异性;f.可产生免疫原性;3)生产制备特性:a.药物分子在原料中含量低;b.原料中常存在降解目标产物的杂质;c.制备工艺条件温和;d.分离纯化困难;e.产品易受有害物质污染;4)质量控制特性:a.质量标准内容的特殊性;b.制造项下的特殊规定;c.检定项下的特殊规定。
4.生物技术制药的概念和主要研究内容与任务。
答:1)指利用基因工程、细胞工程等生物技术的原理和方法,来研究、开发和生产预防、治疗和诊断疾病的药物的一门科学。
2)主要研究内容与任务:a.生物制药技术的研究、开发与应用;b.利用生物技术研究、开发和生产药物。
第二章:基因工程制药思考题1.简述基因工程制药的基本原理和基本流程。
答:1)利用重组DNA技术将外源基因导入到宿主菌或宿主细胞进行大规模培养和诱导表达以获取蛋白质药物的过程称为基因工程制药。
第一章:绪论思考题1.什么是生物技术?生物技术所包含的内容及定义。
答:1)生物技术又称生物工程,指人们以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的的技术。
2)包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程、抗体工程、糖链工程、海洋生物技术及生物转化等。
(具体定义见P1)。
2.生物技术药物的概念及分类。
答:1)指采用DNA重组技术或其他生物技术生产的用于预防、治疗和诊断疾病的药物,主要是重组蛋白或核酸类药物。
2)a.按照用途:预防、诊断、治疗;b.按作用类型:细胞因子类、激素类、酶类、疫苗、单克隆抗体类、反义核酸、RNA干扰类、基因治疗药物;c.按照生化特性:多肽类、蛋白质类、核酸类、聚乙二醇化多肽或蛋白质。
3.生物技术药物在理化性质、药理学与作用、生产制备和质量控制方面的特性。
答:1)理化性质(从药物多是蛋白质或核酸出发):a.相对分子质量大;b.结构复杂;c.稳定性差;2)药理学作用:a.活性与作用机制明确;b.作用针对性强;c.毒性低;d.体内半衰期短;e.有种属特异性;f.可产生免疫原性;3)生产制备特性:a.药物分子在原料中含量低;b.原料中常存在降解目标产物的杂质;c.制备工艺条件温和;d.分离纯化困难;e.产品易受有害物质污染;4)质量控制特性:a.质量标准内容的特殊性;b.制造项下的特殊规定;c.检定项下的特殊规定。
4.生物技术制药的概念和主要研究内容与任务。
答:1)指利用基因工程、细胞工程等生物技术的原理和方法,来研究、开发和生产预防、治疗和诊断疾病的药物的一门科学。
2)主要研究内容与任务:a.生物制药技术的研究、开发与应用;b.利用生物技术研究、开发和生产药物。
第二章:基因工程制药思考题1.简述基因工程制药的基本原理和基本流程。
答:1)利用重组DNA技术将外源基因导入到宿主菌或宿主细胞进行大规模培养和诱导表达以获取蛋白质药物的过程称为基因工程制药。
《基因工程学》课程教学大纲(Genetic Engineering)一、课程说明课程编码:02200200课程总学时(理论总学时/实践总学时):48(48/0)周学时(理论学时/实践学时):4(4/0)学分:31.课程性质:专业必修课。
2.适用专业与学时分配:适用生物技术专业。
教学内容与学时分配3.课程教学目的与要求:本课程的授课对象是生物技术专业的本科生。
课程简介:《基因工程》是生物技术专业的专业必修课程。
其以分子遗传学理论为基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。
基因工程兴起于20世纪70年代初,它的问世带动了生物技术的兴起和发展,是现代生物技术的核心内容。
基因工程课程的主要内容包括基因的分离、基因的克隆、基因的表达、植物基因工程、动物基因工程、药物基因工程和基因治疗等。
它是生命科学学院生物技术专业本科生的主干专业课程之一,它是生物工程(包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程)中最重要的课程,其它三大工程是建立在基因工程基础之上的,同时也为生物技术制药等后继学科奠定了重要的理论基础。
课程目标:设置本课程是为了让生物技术专业的学生理解和掌握基因工程的技术原理,通过本课程学习,掌握基因操作的工具酶,基因克隆常用载体,目的基因的分离与合成,重组体的构建,重组体向宿主细胞的导入,重组体克隆的筛选与鉴定以及克隆基因的表达,同时了解基因工程在生物学领域中的应用与发展前景。
对学生达到毕业要求贡献如下:1)了解基因工程学的历史、发展和前沿知识。
2)掌握基因工程学的基础理论、基本知识和基本技能;教学要求:学完基因工程学后,学生将具备以下能力:1)具有良好的自学能力;2)综合运用所掌握的基因工程学理论知识和技能、从事生物科学及其相关领域科学研究的能力。
4.本门课程与其它课程关系:先修课程为生物化学、微生物学、分子生物学、细胞学等,具备基础理论知识及实验能力是基因工程学课程的基础。
《基因工程》课程教学大纲课程名称:基因工程课程类别:专业主干课适用专业:生物技术考核方式:考试总学时、学分:32 学时 2 学分其中实验学时:0 学时一、课程教学目的通过对本门课程的学习,使学生掌握基因工程技术的基本原理、常用技术和工作思路,了解基因工程技术的应用及发展趋势,为进一步学习有关专业课及参加相关领域的生产和科研工作奠定基础。
二、课程教学要求本门课是以遗传学、生物化学、微生物学、细胞生物学、分子生物学等学科为基础的学科,要求学生有扎实的上述课程基础。
本课程的主要内容包括: 基因工程载体、基因工程的酶学基础、目的基因的克隆、DNA连接和转化、转化子的筛选与重组子的鉴定、大肠杆菌基因工程、酵母菌基因工程、高等动物基因工程、高等植物基因工程等。
要求学生掌握基因工程的基本原理和常用方法与技术,了解该领域的研究动态与发展方向。
课程的基本内容随着本学科的发展而调整并限定其广度和深度,在保证达到一定培养规格的前提下,考虑学生的接受能力和学习负担,同时注意本课程和其它相关课程的相互联系与衔接,防止疏漏和不必要的重复。
三、先修课程生物化学、微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学。
四、课程教学重、难点教学重点:基因工程载体、基因工程的酶学基础、目的基因的克隆、DNA连接和转化、转化子的筛选与重组子的鉴定。
教学难点:目的基因的克隆、DNA连接和转化、转化子的筛选与重组子的鉴定。
五、课程教学方法与教学手段以教师讲授为主,要求教师认真备课,熟悉本课程的基本内容以及该学科的最新发展趋势,以合适的形式进行教学,提倡采用多媒体作为辅助教学手段;学生可以通过阅读相关的英文资料了解本学科的研究状况与发展方向,也可以阅读一些感兴趣的参考资料,训练其针对所感兴趣的问题进行深入探讨的能力。
六、课程教学内容第一章概述(1学时)1.教学内容(1)基因工程的概念;(2)基因工程的发展和历史;(3)基因工程的研究意义。
2.重、难点提示(1)重点:基因工程的概念;(2)难点:基因工程的基因原理及在生物工程中的地位。
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。
高中生物必修2《遗传与进化》重要知识点汇总第一章遗传因的发现1、相对性状:一种生物的同一种性状的不同表现类型。
控制相对性状的基因,叫做等位基因。
2、性状分离:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
3、假说-演绎法:观察现象、提出问题→分析问题、提出假说→设计实验、验证假说→分析结果、得出结论。
测交:F1与隐性纯合子杂交。
4、分离定律的实质是:在减数分裂后期随同源染色体的分离,等位基因分开,分别进入两个不同的配子中。
5、自由组合定律的实质是:在减数分裂后期同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
6、表现型指生物个体表现出来的性状;与表现型有关的基因组成叫做基因型。
第二章基因和染色体的关系1、减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时,进行的染色体数目减半的细胞分裂。
在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。
减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比精(卵)原细胞减少了一半。
减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
2、一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞(一种基因型)。
一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精子(两种基因型)。
3、对于有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
4、同源染色体:配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来母方。
同源染色体两两配对的现象叫做联会。
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体,四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生交叉互换。
5、减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期,或者间期时间很短。
6、男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿,叫交叉遗传。
7、性别决定的类型有XY型(雄性:XY,雌性:XX)和ZW型(雄性:ZZ,雌性:ZW)。
第三章基因的本质1、艾弗里通过体外转化实验证明了DNA是遗传物质。
食品生物技术选择题第一章绪论(10)1.第一次绿色革命,解决了人类社会因人口增加造成的食物短缺,哪种学科的产生和发展为此做出了巨大贡献?( B )A.基因学说B.遗传育种学C.纯种培养技术D.乳糖操纵子学说2. 食品生物技术是现代生物技术在食品领域中的应用,那么食品生物技术的核心和基础是( C )。
A. 细胞工程B. 酶工程C. 基因工程D. 蛋白质工程3. 下列有关细胞工程、发酵工程、基因工程说法错误的是( D )。
A. 现代细胞工程就是对经过基因工程改造的组织进行细胞培养和细胞融合B. 现代细胞工程不再是传统意义上组织培养技术C. 现代发酵工程所采用的菌株是通过基因工程获得的高效表达菌株D. 通过基因工程获得的高效表达菌株可能是微生物的产物、也可能产生于动植物基因,但不可能来自人的基因。
4. 下列哪项不属于基因工程技术在食品领域中的应用( D )。
A. 利用基因工程技术可以设计出具有免疫功能性食品B. 利用基因工程技术可以设计出增加维生素的食品C. 利用基因工程技术可以设计出调节人体代谢的食品D. 中国传统酒文化中的食品酒也是利用基因工程技术设计出来的。
5. 随着人们生活水平的提高,对奶酪的需求将越来越大,下列哪种酶与奶酪的生产密切相关( B )。
A. 淀粉酶B. 木瓜蛋白酶C 纤维素酶D. 葡萄糖氧化酶1. 在生物技术发展中的重大历史事件中,下列哪件开创了现代生物技术产业发展的新纪元( B )。
A 应用动物胚胎移植技术进行牛胚胎移植B. 应用重组DNA技术进行新药的开发C. 应用重组人胰岛素技术治疗糖尿病D. 利用基因工程菌生产凝乳酶2. 在现代生物技术的研究和应用方面,最具活力、研究得最多、发展最快的领域是( D )。
A. 农业领域B. 食品工业领域C. 现代检测技术领域D. 生物制药和医药领域3. 下列哪项生物技术还仅仅局限于实验室研究和中试阶段,并没有真正实现工业化和商品化( D )。
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。
1.2.2目的基因的导入、检测与鉴定一、将目的基因导入受体细胞1.转化的概念: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.将目的基因导入植物细胞(1)农杆菌转化法:将目的基因导入双子叶植物和裸子植物常用的方法。
方法步骤:目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→目的基因插入植物细胞染色体的DNA上→目的基因表达。
(2)基因枪法:将目的基因导入单子叶植物常用的方法。
(3)花粉管通道法:我国科学家独创的一种方法。
3.将目的基因导入动物细胞(1)方法:显微注射技术。
(2)常用的受体细胞:受精卵。
(3)步骤:目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→胚胎早期培养→移植到雌性动物的输卵管或子宫内→获得具有新性状的转基因动物。
4.将目的基因导入微生物细胞(1)方法: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)。
(2)受体细胞:原核生物(使用最广泛的是大肠杆菌)。
(3)选择原核生物作为受体细胞的原因:繁殖快,多为单细胞、遗传物质相对较少等。
(1)为培育抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体()(2)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法()(3)棉花植株受到损伤时,伤口处细胞会分泌酚类化合物,吸引农杆菌,引起植株感染()(4)Ti质粒上的T-DNA可与植物受体细胞的染色体DNA整合在一起()答案(1)×(2)√(3)√(4)√如图为抗虫棉的培育过程,请据图回答下列问题:(1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么?提示目的基因是Bt毒蛋白基因,载体是Ti质粒。
(2)该实例中,采用何种方法导入目的基因?为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上?提示采用的方法是农杆菌转化法;由于Ti质粒上的T-DNA可转移并整合到受体细胞的染色体DNA上,而目的基因又插入到了T-DNA上,所以目的基因可以整合到受体细胞的染色体DNA上。