生物工程与技术导论(第五章 核酸与基因重组技术)
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生物工程导论1、生物工程的研究对象包括活的生物体或它们的一部分。
2、基因工程中一般都使用松弛型质粒载体。
两种常用的质粒载体为pBR322和pUC19.3、用于原核生物宿主的载体:①质粒载体。
②噬菌体载体。
③柯斯质粒:用于真核生物宿主的人工载体大多具有大肠杆菌质粒的耐药性或噬菌体的强感染力,同时还应满足携带真核生物目的基因大片段DNA的要求。
4、质粒载体:①质粒载体pBR322(原核质粒常见)②pUC195、用于真核生物宿主的载体:①YIP载体。
②YRP载体。
③YAC载体。
④其他质粒:BAC是以细菌F因子为基础组建的细菌克隆体系。
6、用于植物宿主的载体:①Ti质粒。
7、基因组文库的筛选:⑴DNA杂交法。
双链DNA分子可以通过热处理或碱变性的方法变性成单链DNA分子。
加热后缓慢冷却的过程称为退火。
退火后有的DNA分子的两条链分别来自于不同的DNA分子,即形成了杂合DNA分子。
⑵免疫反应法:若一个目的基因DNA序列可以转录和翻译成蛋白质、那么只要出现这种蛋白质,甚至只需要该蛋白质的一部分,就可以用免疫的方法检测。
⑶酶活性法:如果目的基因编码一种酶,而这种酶又是宿主细胞所不能编码的,那么就可以通过检查酶活性来筛选目的基因的重组子。
8、将外源重组分子导入受体细胞的方法很多,其中转化(转染)和转导主要适用于原核的细菌细胞和低等的真核细胞(酵母),而显微注射和电穿孔则主要应用于高等动植物的真核细胞。
转化过程包括制备感受态细胞和转化处理。
9、1982年,第一基因工程药物人胰岛素就在美国的EliLilly公司研究成功并投放市场。
第一类基因工程药物主要针对因缺乏天然内源性蛋白所引起的疾病。
第二类基因生物工程药物属于酶类。
第三类基因工程药物属于疫苗。
第四类产物单克隆抗体既能用于疾病诊断,又能用于治疗。
10、1989年我国第一个基因工程药物干扰素-alb上市,标志着我国基因工程制药实现了零的突破。
11、在基因组工程研究中,采用的载体是人工染色体。
高中生物必修二第五章知识点高中生物必修二第五章知识点还记得基因突变的生物知识点是在什么时候学习的吗?我们是在必修二的第五章接触的这个内容,你都掌握得怎么样了呢?下面是店铺为大家整理的高中生物重要的知识点,希望对大家有用!高中生物必修二第五章知识基因突变和基因重组一、生物变异的类型1、不可遗传的变异(仅由环境变化引起)2、可遗传的变异(由遗传物质的变化引起),包括:基因突变;基因重组;染色体变异二、可遗传的变异(一)基因突变1、概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫做基因突变。
2、原因:物理因素:X射线、紫外线、r射线等;化学因素:亚硝酸盐,碱基类似物等;生物因素:病毒、细菌等。
3、特点:(1)普遍性(2)随机性(基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上)(3)低频性(4)多数有害性(5)不定向性【注】体细胞的突变不能直接传给后代,生殖细胞的则可能4、意义:它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。
(二)基因重组1、概念:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。
2、类型:(1)非同源染色体上的`非等位基因自由组合(2)四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换必修二生物基础知识生物进化1.现代生物进化理论的主要内容(1)自然选择学说的主要内容是:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。
(2)生物进化的单位是种群。
种群是生活在同一地点的同种生物所组成的群体。
基因库是指种群中全部个体的全部基因。
(3)基因不会因个体的死亡而消失,其原因是种群中的基因库能继续保持和发展下去。
(4)基因频率是指种群中全部个体中该基因出现的几率。
拓展:(5)生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(6)现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。
基因工程的原理及三大操作工具1.基因工程的原理(1)广义的原理——人为条件下的基因重组(2)异种生物的DNA分子能够拼接的基础①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。
②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
③双链DNA都遵循碱基互补配对原则。
(3)外源基因在异种生物体内表达的理论基础①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位,具有相对独立性。
②遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。
③生物共用一套遗传密码。
2.基因工程的三大操作工具(1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶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切割方式:(2)“分子缝合针”——DNA连接酶①作用:缝合两个DNA片段之间的磷酸二酯键。
②作用示意图:③结果:将两个DNA片段连接起来。
(3)“分子运输车”——载体①作为载体的必备条件:a.有一个或多个限制性核酸内切酶切割位点,供外源DNA片段插入。
b.具备自我复制能力,且能在受体细胞中复制并稳定保存。
c.带有标记基因,供重组DNA的鉴定和筛选。
d.必须是安全的,不会对受体细胞有害。
e.大小适中的DNA分子。
②作用:a.作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中。
b.利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
③常用的载体是质粒、λ噬菌体和动植物病毒等。
④质粒的本质:质粒是细菌拟核DNA外的能自我复制的小型双链环状DNA分子。
回答下列有关基因工程的问题。
(1)基因工程中使用的限制性核酸内切酶,其特点是______________________________________________________________。
下图四种质粒含有E1和E2两种限制性核酸内切酶的识别位点,Ap r表示抗青霉素的抗性基因,Tc r表示抗四环素的抗性基因。
高中生物第五章知识点总结高中生物第五章知识点总结3篇总结就是对一个时期的学习、工作或其完成情况进行一次全面系统的回顾和分析的书面材料,他能够提升我们的书面表达能力,不妨让我们认真地完成总结吧。
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高中生物第五章知识点总结1第4章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成1、基因是有___________的________片段,DNA主要存在于_________中,而蛋白质的合成是在____________中进行的。
2、RNA是____________的简称,其基本单位是_____________,由__________、____________和____________三部分组成。
与DNA不同的是,组成RNA的五碳糖是__________而不是___________,RNA的碱基组成中没有______而有______。
RNA一般是_________,而且比DNA短,容易通过_________从_________转移到_________中。
RNA有三种,分别是:传递遗传信息的_________________、转运氨基酸的___________________和构成核糖体的____________。
3、基因指导蛋白质的合成过程包括________和_________两个阶段。
4、转录是在_________中,以______________________为模板,以______________________为原料,按照______________________原则合成_______的过程。
用到的酶:DNA解旋酶、RNA聚合酶5、转录的过程:①解旋:在DNA解旋酶的作用下,DNA双链解开,DNA双链的____________得以暴露;②配对:游离的_____________与DNA模板链上的碱基互补配对(A-____),碱基对之间以________结合;③连接:新结合的____________连接到正在合成的_________分子上;④脱离:合成的_______从DNA链上释放。
选修3《现代生物科技专题》书本知识点总结专题1 基因工程1.基因工程旳概念: 基因工程是指按照人们旳愿望, 进行严格旳设计, 通过体外DNA重组和转基因技术, 赋予生物以新旳遗传特性, 发明出更符合人们需要旳新旳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旳, 又叫做DNA重组技术。
2、基因工程旳原理: 基因重组一、DNA重组技术旳基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)(1)来源: 重要是从原核生物中分离纯化出来旳。
(2)功能:可以识别双链DNA分子旳某种特定旳核苷酸序列, 并且使每一条链中特定部位旳两个核苷酸之间旳磷酸二酯键断开, 因此具有专一性。
(3)成果: 经限制酶切割产生旳DNA片段末端一般有两种形式: 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T4DNA连接酶)旳比较:①相似点: 都缝合磷酸二酯键。
②区别:E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体, 只能将双链DNA片段互补旳黏性末端之间旳磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端, 但连接平末端旳之间旳效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用旳异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已经有旳核苷酸片段旳末端, 形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段旳末端, 形成磷酸二酯键。
3.“分子运送车”——载体(1)载体具有旳条件: ①能在受体细胞中复制并稳定保留。
②具有一至多种限制酶切点, 供外源DNA片段插入。
③具有标识基因, 供重组DNA旳鉴定和选择。
(2)最常用旳载体是质粒, 它是一种裸露旳、构造简朴旳、独立于细菌染色体之外, 并具有自我复制能力旳双链环状DNA分子。
(3)其他载体: 噬菌体旳衍生物、动植物病毒。
二、基因工程旳基本操作程序基因工程旳基本操作程序重要包括四个环节:目旳基因旳获取、基因体现载体旳构建、将目旳基因导入受体细胞、目旳基因旳检测与鉴定。
生物工程:基因工程、细胞工程、发酵(微生物)工程、蛋白质工程、生化工程、酶工程名词解释、填空b胞质杂种:去掉核后的细胞与另外一个完整的细胞融合形成的杂种。
b病毒在植物体内传播:维管系统和胞间连丝b玻璃化:水分过多,原因:培养基太软,培养瓶不透气,金属离子含量少,木质化程度低。
b不对称融合:用X射线或Y射线处理亲本之一的原生质体,杀死细胞核,然后再同另外野花一方亲本的原生质体融合,这部分与全部染色体结合的细胞融合。
d蛋白质工程:利用微生物技术手段对蛋白质DNA编码序列进行有目的的改造并分离纯化野花蛋白质,从而获取自然界没有的,具有优良性状或适用于工业生产条件的全新的蛋白质野花或对已有的蛋白质结构进行改变、组成、修饰的过程。
d单细胞备制:⑴机械法⑵酶解法⑶愈伤组织诱导法d单细胞培养:⑴平板培养法①悬浮液制备②调节细胞密度③培养基选择和凝固剂选择④接野花种培养⑵看护培养和饲养层培养法(指用活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞,使其持野花续分裂和增殖的一种培养方法,这块愈伤组织被称为看护组织。
将单细胞接种于滤纸上,野花置于愈伤组织上f发酵:利用微生物的新陈代谢作用,把底物(有机物)转化为中间产物,从而获得工业产野花品的过程。
f发酵工艺流程:原料选择→原料预处理→灭菌→冷却→接种→主发酵→后发酵→后处理f发酵工程:利用微生物的特定性状,通过现代化工程技术,在生物反应器中生产有用物质野花的一种技术;研究利用微生物发酵作为工业大规模生产服务是一门工程技术学科。
f发酵工程研究内容:菌种选育(自然、诱变、杂交、原生质体融合、基因工程)、菌体生野花生产(菌体及产物的收获)、代谢产物的发酵(细胞大规模培养发酵过程)、微生物机能野花的利用(生产活性产物诱导)。
g固定化培养:将游离的细胞包埋在多糖或多聚化合物制备成的网状支持物中,培养液呈流野花动状态进行无菌培养的一种技术。
g干细胞:即未分化的细胞,是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。
基因工程与生物技术生物工程的知识点基因工程与生物技术在现代生物科学领域中扮演着至关重要的角色。
生物工程是指利用物种的基因和生物化学反应来改变生物体的性状和功能的技术。
本文将介绍基因工程与生物技术中的关键知识点,包括基因编辑、重组DNA技术、限制性酶切割,以及应用领域如农业、医学和环境保护等。
以下是对以上知识点的详细讨论。
1. 基因编辑基因编辑是指通过剪切和修复DNA链的方式来对基因组进行精确的改变。
一种常用的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统,它利用一种具有导向性的RNA序列来指导酶Cas9对目标DNA进行切割,并在修复过程中引入特定的基因序列。
这种技术可以用于治疗遗传性疾病、改良作物和动物品种等。
2. 重组DNA技术重组DNA技术是人工合成与自然界不同物种的DNA片段,从而形成具有新功能的DNA序列。
这种技术可以用于基因克隆、生产重组蛋白、制造转基因生物等。
其中,基因克隆是指通过将特定的DNA片段插入到目的DNA上来复制和传递基因信息的过程。
通过重组DNA技术,科学家们可以生产出大量的蛋白质,用于药物研发和工业生产。
3. 限制性酶切割限制性酶是一类可以特异性切割DNA分子的酶。
利用限制性酶的加入,可以将DNA分子切割成多个片段,并通过电泳等技术进行分离和检测。
这种技术常用于DNA序列分析、基因组测序和基因图谱研究等。
限制性酶的发现和应用极大地推动了基因工程和生物技术的发展。
4. 应用领域(1)农业:基因工程技术可以用于改良作物的性状,提高农作物的产量和抗病能力。
例如,通过转基因技术,可以使作物对除草剂或害虫的抵抗能力增强,提高农作物的产量。
(2)医学:基因工程技术在医学领域有着广泛的应用。
例如,基因编辑技术可以用于治疗遗传性疾病,如囊性纤维化和血液病。
此外,通过重组DNA技术,科学家们可以生产出重要的药物蛋白。
(3)环境保护:基因工程技术可以用于改良微生物,以清除污染物。
通过引入特定的基因,微生物可以对有毒物质进行降解,从而实现环境污染的治理。
基因重组技术的意义与风险随着科技不断发展进化,新的技术不断涌现,基因重组技术便是其中之一。
基因重组技术是一种利用生物工程技术改变生物基因组信息的过程,通过在DNA分子水平上修改、删除或添加某些基因,使生物发生变异、改变其特性的方法。
这种技术被广泛应用于农业、医学和工业领域,其意义和风险也备受关注。
一、基因重组技术的意义1.提高农业生产效率基因重组技术在农业领域的应用大大提高了农产品的生产效率和质量。
通过改良作物的基因使作物之间耐旱、耐病、耐酷暑等的性能增强,从而增加产量。
此外,基因重组技术还可以提高蔬菜、水果和肉类的保鲜性能,延长保存期限,使食品供应更加充足。
2.帮助医学研究基因重组技术也在医学领域得到了广泛应用。
在每个生物体内,初始性的基因组是由母体和父体遗传的,因此基因重组技术不仅可以产生同源基因,而且还可以基因修复,将其用于研究小鼠或其他实验动物的身体组织占据着重要的地位。
科学家通过对这种动物的产生和身体构成的微管理和控制,体能更多的去发现新的药物。
3.推进生产技术发展基因重组技术在工业领域的应用也是非常广泛的。
通过利用基因重组技术,可以生产出含有某些蛋白质的物质,例如抗体、酶、大肠杆菌等。
这些物质可以用于治疗疾病或清洁污染。
此外,基因重组技术还可以用于制造高质量的转基因病毒和容易繁殖都市,进一步推进了人类的生产技术和生活方式。
二、基因重组技术的风险1.生态风险基因重组技术的意义不仅在于其带来的便利,也在于其风险的存在。
生物基因组是一个非常复杂的生态系统,创造一个GM生物品种,必须对它的生态特性有十分明确的认识,一个生态系统内各个生物种都是相互依存、相互影响的。
通过改变一种生物品种的基因,可能会使它与周围环境其他生物的生态联系发生变化,引起生态失衡。
因此,GM生物品种放任不管,在种植、放养中应该谨慎对待,确保没有造成生态恶果。
2.道德风险引发的道德风险同样值得关注。
基因重组技术涉及到人类的核心生命,存在“道德困境”——利益及其分配罕有的道德困境。
生物基因工程高中知识点
一、基因工程
1、什么是基因工程
基因工程是指通过精确的技术,改变有机体内基因的组成或排列,从而使有机体的特定基因表达产生变化,从而改变有机体的遗传性质以及表型的一种生物学作用。
2、基因工程的步骤
(1)取得基因:通常需先取得需要改造的基因;
(2)定向改造基因:利用基因重组技术及其他技术精确地改造基因;
(3)细胞载体克隆:将改造后的基因插入到某种有机体内,以便
复制变异后的基因;
(4)筛选结果:最后依靠环境因素及遗传因素,从已变异生物中
筛选出有用的突变体。
二、遗传工程
1、什么是遗传工程
遗传工程是指利用分子遗传学和生物技术,向目标有机体插入一个或几个外源基因,从而改变原有的遗传因素、遗传型和表型的活动。
2、遗传工程的核心技术
(1)克隆技术:是指从一个有机体的体细胞中取出某特定的基因,用复制机制,使其重复增殖,称之为克隆;
(2)基因重组技术:是指在双脱氧核糖核酸(DNA)或者核糖体
RNA(rRNA)的基础上,通过酶促反应、有序组装各部分成一个新的配列,制备出含有新的遗传信息的新的基因或者基因组的技术;
(3)生物工程技术:是指对有机体的基因组进行检测、编辑、载体克隆和细胞集落分离等技术。
高二生物技术与工程知识点1. DNA重组技术DNA重组技术是一种基因工程技术,通过将不同源的DNA片段组合在一起,实现对目标生物体的基因组进行修改。
该技术广泛应用于农业领域、医药领域以及环境保护等方面。
a) 限制性内切酶:限制性内切酶是一种能够识别并剪切DNA 分子特定序列的酶类。
通过限制性内切酶的作用,可以产生具有粘性末端或平滑末端的DNA片段。
b) DNA连接酶:DNA连接酶是一种能够将DNA分子连接在一起的酶类。
通过DNA连接酶的作用,可以将不同源的DNA片段进行重组。
c) 核酸杂交:核酸杂交是利用互补配对原理,使两条DNA或RNA链中的互补碱基配对形成双链的过程。
核酸杂交技术常用于检测和分离目标DNA或RNA序列。
2. 基因克隆基因克隆是从一个个体中分离并扩增目标基因,使其在体外得到复制,再将其导入另一个生物体中的过程。
基因克隆技术被广泛应用于疾病诊断、基因治疗和农业改良等领域。
a) DNA扩增:DNA扩增是通过聚合酶链反应(PCR)技术,使目标DNA序列在体外得到大量复制的过程。
PCR技术包括三个步骤:变性、引物结合和扩增。
b) 载体DNA:载体DNA是用于携带外源基因的DNA分子。
常用的载体包括质粒、噬菌体和人工染色体等。
通过将目标基因插入载体DNA中,可以实现基因的传递和复制。
c) 基因转染:基因转染是将外源基因导入到接受者细胞中的过程。
常用的基因转染方法包括化学转染、电穿孔和基因枪等。
3. 基因组学基因组学是研究生物体基因组的学科。
随着高通量测序技术的发展,基因组学在生物技术与工程领域发挥着重要作用。
a) 全基因组测序:全基因组测序是指对生物体的全部基因组进行测序的技术。
通过全基因组测序,可以获取生物体所有基因的信息,为进一步研究基因功能和遗传变异提供了重要的资源。
b) 基因组注释:基因组注释是对基因组序列进行功能解析的过程。
通过注释,可以了解基因的位置、结构和功能,为研究基因调控和功能预测提供依据。