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基因工程原理:基因重组。
工具:限制性核酸内切酶(来获取目的基因和打开运载体中相同片段的粘性末端),运载体(与目的基因结合的DNA分子 ,一般作为运载体的有质粒,病毒等),DNA连接酶(把不同基因中的磷酸二酯键连接起来 ,形成一个结构稳定的DNA) 。
基因工程的优点
基因工程是当前科技发展最为迅速的领域之一,也是高一生物学习的重要知识点,下面是我给大家带来的高中生物必修二基因工程知识点归纳,希望对你有帮助。
高中生物必修二基因工程知识点一、基因工程
1 、概念:基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗得说 ,就是按照人们意愿,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。
2、原理:基因重组
3、结果:定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要的品种 。
二 、基因工程的工具
1、基因的?剪刀?限制性核酸内切酶(简称限制酶)
(1)特点:具有专一性和特异性,即识别特定核苷酸序列 ,切割特定切点。
(2)作用部位:磷酸二酯键
(3)例子:EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开。
(4)切割结果:产生2个带有黏性末端的DNA片断 。
(5)作用:基因工程中重要的切割工具,能将外来的DNA切断 ,对自己的DNA无损害。
注黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。
2、基因的?针线DNA连接酶
(1)作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来,使之成为一个完整的DNA分子 。
(2)连接部位:磷酸二酯键
3 、基因的运载体
(1)定义:能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
(2)种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。
三、基因工程的操作步骤
1 、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合
3、将目的基因导入受体细胞
4、目的基因的检测和鉴定
四 、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种:转基因抗虫棉、耐贮存番茄 、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛 、超级绵羊等等
2、基因工程与药物研制:干扰素、白细胞介素 、溶血栓剂、凝血因子、疫苗
3 、基因工程与环境保护:超级细菌
五、转基因生物和转基因食品的安全性
两种观点是:
1、转基因生物和转基因食品不安全,要严格控制 。
2、转基因生物和转基因食品是安全的 ,应该大范围推广。
高中生物学习方法回归课本最重要
经过对一部分的同学做试卷分析,发现很多的人觉得生物的题出得很难,但实际上他们错的题更多的是最基础的内容 ,长时间没有回顾学过的内容,很多人已经忘了一些很基础的知识,有谁还能准确地说出性状 、相对性状、显性性状、隐性性状 、性状分离等概念?还有谁能记得有氧呼吸的三个步骤?或者伴性遗传病与常染色体遗传病的区别?如果不能的话 ,孩子们,回归课本吧!先将基础知识梳理清楚再说!
多想几个为什么
生物的考察的另一个重点就是通过现象看本质。那么这就要求我们在复习的过程中除了要理解透彻基础知识外,还要多想想为什么是这样 。比如说为什么影响光合作用的因素是二氧化碳、水分、温度等,它们是怎么影响光合作用的。
错题整理 ,归类解决
自己分析或找有经验的老师帮助分析为什么会错,如果是基础知识的不扎实,那么拿起课本再好好看一遍 ,强化一下,下次争取不要犯同类错误,如果是知识点间的联系不明了 ,那么就好好想想知识的内在联系。一个人只有不断的消灭自己的薄弱之处,才会更快的进步。
调整好心态
基因工程的优点
这样的答案也是可以的
基因工程的有点主要体现在:目的性强,育种周期短 ,可克服远缘杂交不亲和障碍 。
基因工程知识点
基因工程是生物选修三课本的内容,也是高中生要掌握的重要知识点。下面我为大家整理高中生物选修三基因工程知识点,希望对大家有所帮助!
高中生物选修三基因工程知识点
一 、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 。
二、基因工程的原理及技术原理:基因重组技术
基因工程的基本工具
1.“分子手术刀 ”——限制性核酸内切酶
来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
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。
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
两种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T4噬菌体 ,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。
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
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 。
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。
其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒
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
原理:DNA双链复制
过程:①加热至90~95℃DNA解链;
②冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;
③加热至70~75℃ ,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成
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.组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
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。
终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段 ,位于基因的尾端 。
标记基因的作用: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基因。
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。
3.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:
4.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
1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术.
2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA ,方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA
杂交。
3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取
蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交。
4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定 。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
基因工程的应用:
1.植物基因工程:抗虫、抗病 、抗逆转基因植物 ,利用转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用 。
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。
蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质
蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代的基因工程。
基本途径:从预期的蛋白质功能出发 ,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以上是蛋白质工程特有的途径;以下按照基因工程的一般步骤进行 。
设计中的困难:如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列
高中生物选修三知识要点
1.基因工程的诞生
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。
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发展起来 ,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发明等。
2.基因工程的原理及技术
基因工程操作中用到了限制酶、DNA连接酶、运载体
3.基因工程的应用
在农业生产上:主要用于提高农作物的抗逆能力,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面 。
基因治疗不是对患病基因的修复 ,基因检测所用的DNA分子只有处理为单链才能与被检测的样品,按碱基配对原则进行杂交。
4.蛋白质工程
蛋白质工程的本质是通过基因改造或基因合成,对先有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质,所以被形象地称为第二代基因工程;基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质
高中生物选修三知识点
1.植物的组织培养
细胞工程:指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 ,通过细胞水平或者细胞器水平上的操作,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获取细胞产品的一门综合科学技术。在细胞器水平上改变细胞的遗传物质,属于细胞工程 。
细胞全能性:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞 ,都具有发育成完整生物体的潜能。
考点细化:
①都具有该生物全部遗传信息,因此从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
②细胞在生物体内没有表现出全能性的原因是基因选择性表达 。
③植物细胞的全能性得以实现的条件是离体 ,合适的营养和激素,无菌操作。
④在生物的所有的细胞中,受精卵细胞的全能性最高。
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,培养在人工配置的培养基上,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。
考点细化:
①已分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程叫脱分化 。
②再分化是愈伤组织继续进行培养,重新分化出根或芽等器官。
③愈伤组织细胞排列疏松而无规则 ,高度液泡化的呈不定型状态的薄壁细胞。
④植物组织培养时培养基的成分有矿质元素 、蔗糖、维生素、植物激素 、有机添加物,与动物细胞培养相比需要蔗糖、植物激素,不需要动物血清 。
⑤在植物组织培养脱分化过程中 ,需要植物激素
⑥植物组织培养全过程中都需要无菌,愈伤组织之前不需要光照
植物组织培养技术的用途:微型繁殖、作物脱毒 、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
考点细化:
①用植物体的茎尖、根尖来获得无病毒植物
②人工种子中人工胚乳相当于大豆种子的子叶,人工种子与正常种子相比发芽率高。
③转基因植物的培育需要植物组织培养
将不同种植物的体细胞 ,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叫做植物体细胞杂交 。
考点细化:
①用纤维素酶 、果胶酶去除细胞壁获得原生质体
②物理方法:电刺激、振荡、离心;化学方法:聚乙二醇
③植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成
④融合后的杂种细胞通过植物组织培养才能发育成完整的植物体
植物体细胞杂交这一育种方法的最大优点是克服远缘杂交不亲和障碍
2.动物的细胞培养与体细胞克隆
动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养 、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体 、胚胎移植等
动物细胞培养经过原代培养和传代培养
考点细化:
①动物细胞培养液的成分有糖、氨基酸、促生长因子 、无机盐、微量元素等
②动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体 ,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官
②动物细胞培养时的气体环境是95%的空气+5%二氧化碳的混合气体,CO2起到调节PH值作用
③使用胰蛋白酶处理使动物组织分散成单个细胞
④动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养
⑤贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,然后分瓶继续培养 ,让细胞继续增殖。这样的培养过程通常被称为传代培养。
3.细胞融合与单克隆抗体
动物细胞融合与植物原生质体融合的区别:操作步骤不同:植物原生质体融合需要先去除细胞壁,动物细胞无细胞壁;诱导方法不同:动物细胞融合可以用物理 、化学和生物三种方法,植物原生质体融合只能用物理、化学方法;最终目的不同:植物原生质体融合最终是为了获得杂种植株,动物细胞融合最主要目的是获得单克隆抗体 。
单克隆抗体与血清抗体相比特异性强、灵敏度高并可大量制备
熟悉单克隆抗体制备过程。
考点细化
①生产杂交瘤细胞要用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
②注射相应抗原后 ,从小鼠脾脏中提取出B淋巴细胞
③杂交瘤细胞既能大量增殖,又能产生专一抗体。
④制备单克隆抗体过程中需要两次筛选
基因工程的优点高中生物
A、植物体细胞杂交 、基因工程都定向改造生物的遗传性状,能够战胜远缘杂交不亲和妨碍 ,A准确;B、植物体细胞杂交进程需求纤维素酶、果胶酶,动物细胞培育进程需求胰蛋白酶,基因工程需求约束酶 、DNA连接酶 ,B准确;C、克隆动物培育进程涉及到动物细胞核移植、前期胚胎培育和胚胎移植等,而试管婴儿培育进程涉及到体外受精 、前期胚胎培育和胚胎移植等,C过错;D、使用动物细胞工程制备的单克隆抗体的长处是特异性强、灵敏度高 ,可很多制备,D准确.故选:ABD.
基因工程的缺点
基因工程育种的缺点是:可能会引起生态危机,技术难度大 。
其原理:基因重组。
其方法:提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。
其优点:不受种属限制 ,可根据人类的需要,有目的地进行。
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