高三生物选修3易考知识点背诵(共6页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 本文由罗诗笔贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 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 体外 重组和转基因技术, 生物以新的遗传特性 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 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 新的遗传特性 更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 分子水平上进行设计和施工的,又叫做 DNA 重组技术 重组技术. 分子水平 (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)
2、限制性核酸内切酶(限制酶) 限制性核酸内切酶 (1)来源:主要是从原核生物 原核生物中分离纯化出来的. 原核生物 (2)功能:能够识别双链 DNA 分子的某种特定 特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定 特定部位的两 特定 特定 个核苷酸之间的磷酸二酯键 磷酸二酯键断开,因此具有专一 专一性. 磷酸二酯键 专一 (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 平末端 黏性末端和平末端 黏性末端 平末端. 2.分子缝合针DNA 连接酶 DNA (1)两种 DNA 连接酶(EcoliDNA 连接酶和 T4-DNA 连接酶)的比较: 相同点:都缝合磷酸二酯 磷酸二酯键. 磷
3、酸二酯 区别:EcoliDNA 连接酶来源于 T4 噬菌体 噬菌体,只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端 黏性末端之间的磷酸 黏性末端 二酯键连接起来;而 T4DNA 连接酶能缝合两种末端 两种末端,但连接平末端的之间的效率较低. 两种末端 低 (2)与 DNA 聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将单个核苷酸 单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形 单个核苷酸 成磷酸二酯键.DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段 片段的末端,形成磷酸二酯键. 两个 3.分子运输车载体 载体 (1)载体具备的条件:能在受体细胞中复制并稳定保存 能在受体细胞中复制并稳定保存. 能在受体细胞中复制并稳定保存
4、具有一至多个限制酶切点,供外源 DNA 片段插入 具有一至多个限制酶切点, 片段插入. 具有一至多个限制酶切点 具有标记基因,供重组 DNA 的鉴定和选择 具有标记基因, 的鉴定和选择. 具有标记基因 (2)最常用的载体是质粒 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 裸露的, 细菌染色体之外, 质粒 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 分子. 我复制能力的双链环状 DNA 分子 的双链 (3)其它载体: 噬菌体的衍生物,动植物病毒 噬菌体的衍生物, (二)基因工程的基本操作程序 第一步:目的基因的获取 目的基因的获取 1.目的基因
5、是指: 编码蛋白质的结构基因 . 2.原核基因采取直接分离 直接分离获得,真核基因是人工合成 人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反转录 直接分离 人工合成 反转录 化学合成法_. 法_和化学合成法 化学合成法 3.PCR 技术扩增目的基因 (1)原理:DNA 双链复制 DNA (2)过程:第一步:加热至 9095DNA 解链 DNA 解链;第二步:冷却到 5560,引物结合到互补 引物结合到互补 聚合酶从引物起始互补链的合成. DNA 链;第三步:加热至 7075,热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成 热稳定 第二步:基因表达载体的构建 基因表达载体的构建 1 1.目的:使目的基因
6、在受体细胞中稳定存在 稳定存在,并且可以遗传至下一代 遗传至下一代,使目的基因能够表达和 稳定存在 遗传至下一代 表达和 发挥作用. 发挥作用 2.组成:目的基因 启动子 终止子 标记基因 目的基因+启动子 终止子+标记基因 目的基因 启动子+终止子 (1)启动子:是一段有特殊结构的 DNA 片段 片段,位于基因的首端 首端,是 RNA 聚合酶 聚合酶识别和结合的 首端 蛋白质. 部位,能驱动基因转录出 mRNA 转录出 mRNA,最终获得所需的蛋白质 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 尾端. 尾端 (3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目
7、的基因 是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细 含有目的基因的细 是否含有目的基因 抗生素基因. 胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素基因 抗生素基因 第三步:将目的基因导入受体细胞_ 将目的基因导入受体细胞_ 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. 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. 是目的基因进入受体细胞内 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 农杆菌转化法,其次还有 基因枪法 花粉管 基因枪法和 通道法等. 通道法 将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是
8、 显微注射技术 显微注射技术.此方法的受体细胞多是 受精卵 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 繁殖快,多为单细胞, 2+ 质相对较少 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 处理细胞,使其成 2+ 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 含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达 标记基因是否表达. 含有基因表达载体受体细胞 标记基因
9、是否表达 第四步:目的基因的检测和表达 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 上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA 分子杂交技 术. 用标记的目的基因作探针与 杂交. 2.要检测 目的基因是否转录出了 mRNA 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 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 蛋白质,用相应的 抗 抗原- 体进行抗原-抗体杂交 抗原 抗体杂交. 4.有时还需进行 个体生物学水平 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 转基因抗
10、虫植物是否出现抗虫性状. (三)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. 抗虫,抗病,抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质. 抗虫 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. 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. 提高动物生长速度 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. 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. 把正常的外源基因导入病人体内 (四)蛋白质工程的概念 2 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
11、或基因 蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 基因修饰或基因 合成, 改造, 新的蛋白质, (基 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. 改造 新的蛋白质 因工程在原则上只能生产自然界已存在 自然界已存在的蛋白质) 自然界已存在 转录 翻译 专题 2 细胞工程 (一)植物细胞工程 1.理论基础(原理):细胞全能性 细胞全能性 全能性表达的难易程度:受精卵生殖细胞干细胞体细胞;植物细胞动物细胞 受精卵生殖细胞干细胞体细胞 植物细胞 植物细胞 受精卵 2.植物组织培养技术 (1)过程:离体 离体的植物器官,组织或细
12、胞 愈伤组织 试管苗 植物体 离体 愈伤组织 (2)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. 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 微型繁殖 (3)地位:是培育转基因植物 植物体细胞杂交 转基因植物,植物体细胞杂交 转基因植物 植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序. 3.植物体细胞杂交技术 (1)过程: (2)诱导融合的方法: 物理法包括离心,振动,电刺激等. 离心,振动,电刺激 离心 化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂. 聚乙二醇(PEG) 聚乙二醇 (3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍. 克服了远缘杂交不亲和的
13、障碍. 克服了远缘杂交不亲和的障碍 (二)动物细胞工程 1. 动物细胞培养 3 (1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织 组织,将它分散成单个细胞 单个细胞,然后放在 组织 单个细胞 适宜的培养基 培养基中,让这些细胞生长和繁殖 生长和繁殖. 培养基 生长和繁殖 (2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)剪碎用 动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 单个细胞制成细胞悬液 细胞悬液转入培养瓶中进行原代 原代培养 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞 单个细胞 细胞悬液 原代 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶
14、或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代 传代培养. 传代 细胞贴壁.细胞数目 (3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上 贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁 贴附在瓶壁上 细胞贴壁 不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制 相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖 停止分裂增殖,这种现象称为细 相互抑制 停止分裂增殖 细 胞的接触抑制. 胞的接触抑制 (4)动物细胞培养需要满足以下条件 无菌,无毒的环境:培养液应进行无菌 无菌,无毒的环境 无菌处理.通常还要在培养液中添加一定量的抗生素 抗生素,以 无菌 无菌 抗生素 防培养过程中的污染.此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造
15、成危害 代谢产物积累对细胞自身造成危害. 代谢产物积累对细胞自身造成危害 血清, 营养 营养:合成培养基成分:糖,氨基酸,促生长因子,无机盐,微量元素等.通常需加入血清, 血清 营养 血浆等天然成分. 血浆 温度 温度:适宜温度:哺乳动物多是 36.5+0.5;pH:7.27.4 36.5 0.5 7.2 温度 7.2 7.4. 气体环境 气体环境:95%空气 空气+5%CO2.O2 是细胞代谢 细胞代谢所必需的,CO2 的主要作用是维持培养液的 pH 气体环境 空气 CO 细胞代谢 维持培养液的 pH. (5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗,制备单克隆抗体,检测有毒物质,培养医学 制备
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