生物选修3基因工程知识点归纳(详实).ppt

选修三现代生物科技专题 专题一基因工程 什么是基因 什么是有遗传效应 基因的功能是什么 有遗传效应的DNA片段 能够直接指导或间接调控蛋白质合成 基因能够储存 和 遗传信息 也可能发生突变 从而决定生物体的性状 传递 表达 基因是怎样储存 传递和表达遗传信息的 储存 传递 表达 基因中脱氧核苷酸的排序代表遗传信息 基因通过复制 可以由亲代传递到子代 基因通过转录和翻译 将遗传信息体现为蛋白质的结构 原核生物和真核生物的基因结构分别是怎样的 编码区 非编码区 非编码区 编码区上游 编码区下游 不能编码蛋白质可调控遗传信息的表达 调控序列 原核细胞的基因结构 RNA聚合酶结合位点 RNA聚合酶是由多条肽链构成的蛋白质 能识别并与调控序列中的结合位点结合 催化DNA转录 合成 出RNA 也有解旋DNA的作用 RNA聚合酶 终止子 原核细胞的基因结构 RNA聚合酶结合位点 RNA聚合酶 RNA聚合酶 RNA聚合酶 原核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 编码区下游 调控遗传信息的表达 调控序列 外显子 能编码蛋白质 内含子 不能编码蛋白质 真核细胞的基因结构 原核生物与真核生物基因结构的主要区别是什么 都是由能够编码蛋白质的 和具有调控作用的 组成 编码区是连续的 编码区是间隔的 不连续的 编码区 非编码区 什么是基因工程 基因工程中的基因重组和杂交育种中的基因重组有何区别 基因工程能否决定或改变生物进化的方向 基因工程只能提供进化的原材料 自然选择决定进化方向 基因工程的概念 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 获得人类需要的基因产物 剪切 拼接 导入 表达 基因重组 定向 基因重组 基因重组 体外 细胞外 体内 生殖细胞内 不同物种 同一物种 任意 减数分裂过程 定向 不定向 1 1DNA重组技术的基本工具 基因重组技术的基本工具有哪些 限制酶是从何种生物中分离出来的 限制酶的作用特点是什么 限制酶能识别和切割RNA和单链DNA吗 原核生物细胞内的限制酶不能切割自身的DNA 请推测原因 限制酶 DNA连接酶 载体 主要从原核生物分离 能够识别 DNA分子的特定核苷酸序列 并且切割每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 键 使之断开 磷酸二酯 双链 不能 其DNA分子中不具备该种限制酶的识别和切割序列 或者有相应识别序列 但是被修饰过而不能被识别 限制酶的识别序列有何特点 限制酶切割的部位在哪里 限制酶切割DNA产生怎样的结果 什么是黏性末端 限制酶所识别的序列 可以找到一条中轴线 中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称 重复排列的 在识别序列 切割 产生黏性末端 在识别序列 切割 产生平末端 中轴线两侧 中轴线处 被限制酶切开的DNA两条单链的切口 带有几个伸出的脱氧核苷酸 它们之间正好互补配对 这样的切口叫黏性末端 相邻脱氧核苷酸之间由 和 所形成的磷酸二酯键 磷酸 脱氧核糖 EcoR 黏性末端 黏性末端 Sma 平末端平末端 要想获得某个特定性状的基因 必须要用限制酶切几个切口 可产生几个黏性 平 末端 把两种来源不同的DNA用同种限制酶切割 会有怎样的结果 不同的限制酶切割产生的黏性末端 一定不同吗 将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子 需要什么工具 DNA连接酶的作用是什么 要切两个切口 产生四个黏性 平 末端 会产生相同的黏性末端 不一定 DNA连接酶可将 之间的缝隙 缝合 起来 即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 双链DNA片段 磷酸二酯键 互补的黏性末端之间的碱基对间的氢键的恢复 与酶有关吗 DNA连接酶对所连接的DNA片段的碱基序列有严格要求吗 DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗 根据来源 把DNA连接酶分为几类 E coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 大肠杆菌 T4噬菌体 恢复磷酸二酯键 只能连接黏性末端 能连接黏性末端和平末端 效率低 迄今为止 所发现的DNA连接酶都不具备连接单链DNA的能力 无关 没有 蛋白质 蛋白质 双链DNA片段 将单个脱氧核苷酸合成互补子链 不需要 需要 构建基因表达载体 PCR技术需要耐高温的DNA聚合酶 即Taq酶 连接滞后链上的冈崎片段 将游离脱氧核苷酸连接到引物 形成互补子链 DNA连接酶和DNA聚合酶有何区别 能否把目的基因直接导入受体细胞 需要什么工具 载体的作用是什么 载体的化学本质是什么 天然的DNA分子可以直接用做基因工程的载体吗 载体需要具备什么条件 作为运载工具 将外源基因转移到受体细胞中去 使外源基因能在受体细胞内稳定保存 复制和表达 本质是能够自我复制的DNA分子 对受体细胞 能在受体细胞中 并稳定保存 具有 的切点 供外源基因插入 具有 供重组DNA的鉴定和筛选 无害 复制 一种至多种限制酶 标记基因 基因工程使用的载体有哪些 什么是质粒 质粒存在于哪些生物的细胞中 携带外源基因的质粒进入受体细胞 有几种复制方式 质粒DNA分子上有哪些标记基因 质粒 动植物病毒 噬菌体的衍生物 细菌拟核DNA之外 能够进行自主复制的小型双链环状DNA分子 细菌和酵母菌 能在受体细胞进行自我复制 或整合到染色体DNA上 随染色体DNA进行同步复制 四环素抗性基因 氨苄青霉素抗性基因等 不经改造的普通噬菌体 能否用做基因工程的载体 普通的噬菌体进入细菌细胞 会导致受体菌裂解死亡 1 2基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 包括哪几个步骤 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 目的基因的检测和鉴定 什么是目的基因 从供体细胞转移到受体细胞的基因 主要指的是编码蛋白质的结构基因 也可以是一些具有调控作用的基因 获取目的基因的常用方法有哪些 从基因文库中获取目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 通过DNA合成仪 用化学方法人工合成 什么是基因文库 基因文库有几种类型 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基因 称为基因文库 基因组文库 部分基因文库 只包含了一种生物的部分基因 如 cDNA文库 受体菌群含有一种生物的全部基因 某种生物的基因组文库有几个 cDNA文库呢 基因文库的构建方法是什么 一种生物的基因组文库只有一个 而cDNA文库可以有多个 提取某种生物的全部DNA 限制酶切割 一定大小的DNA片段 与载体连接 导入受体菌中储存 基因组文库 某种生物的mRNA 单链互补DNA 双链cDNA片段 导入受体菌中储存 与载体连接 cDNA文库 逆转录酶 编码区 非编码区 非编码区 DNA聚合酶 剪接有关的酶 RNA聚合酶 mRNA前体 mRNA 单链DNA cDNA 逆转录酶 转录 剪接 逆转录 复制 启动子 终止子 基因 真核细胞的cDNA的获取 不含非编码序列 即不含启动子 终止子和内含子 构建基因文库 需要哪些操作工具 从基因文库中提取目的基因时 还需要用上述工具吗 怎样从基因文库中得到所需要的目的基因 得到目的基因之后 怎样在短时间内大量扩增目的基因 什么是PCR技术 限制酶 DNA连接酶 载体 不需要 根据目的基因的有关信息 如基因的功能 转录产物等进行筛选 PCR技术 PCR全称为 是一项在生物 复制 的核酸合成技术 聚合酶链式反应 体外 特定DNA片段 PCR技术的理论基础 原理 是什么 进行PCR时 怎样使DNA双链解开 体外模拟细胞内的DNA复制 利用DNA的热变性原理 在80 100 的温度范围内 DNA的双螺旋结构解体 双链分开 高温解决了打开双链的问题 但怎样解决DNA聚合酶失活的问题 DNA聚合酶的作用有何特点 引物是怎样合成的 起什么作用 复制含目的基因的双链DNA片段需要几种引物 需要一种耐高温的DNA聚合酶 即Taq酶 70 75 不能从头合成DNA 只能从DNA的3 端开始延伸DNA链 因此 DNA复制需要引物 根据一段已知 序列合成引物 引物的作用是为DNA聚合酶提供3 端 目的基因的核苷酸 两种 DNA模板 DNA聚合酶 两种引物 原料 要扩增的含目的基因的DNA片段 热稳定DNA聚合酶 Taq酶 为DNA聚合酶提供3 端 4种脱氧核苷酸 dNTP DNA子链的延伸方向是什么 总结PCR技术需要哪些条件 DNA的合成方向 总是从子链的 向 延伸 3 端 5 端 上述物质应加入缓冲液中 调节PH 保持Taq酶的活性 同时通过控制缓冲液的温度 使DNA复制在体系中反复进行 双链DNA模板在高温作用下 断裂 形成 降温 与DNA单链互补序列结合 形成局部 在 酶的作用下 合成与模板互补的 变性 90 95 复性 退火55 60 延伸 70 75 氢键 单链DNA 双链 DNA子链 引物 Taq PCR技术的基本过程是什么 5 引物1 5 引物2 5 5 含目的基因的DNA片段 第三轮复制完成后 得到 个等长的目标片段 同时得到 个含目标片段的不等长的DNA片段 2 6 由图可知 DNA聚合酶只能特异性地复制处于两个引物之间的DNA序列 使这段固定长度的序列呈指数增长 一个DNA分子进行PCR扩增 循环4次 理论上至少需要几个引物 循环n次呢 一条DNA复制n次 DNA总数为 个 含有两条母链的子代DNA有 个 新合成的子链共有 条 只含引物 的子代DNA有 个 只含引物 的子代DNA有 个 含有双引物的子代DNA有 个 含有引物 的子代DNA有 个 2n 2 1 1 2n 2 2n 1 2n 1 2 2n 1 2 PCR技术与细胞内的DNA复制有何区别 解旋酶催化 DNA在高温下变性解旋 细胞外 PCR扩增仪中 合成DNA分子 细胞内温和条件 DNA解旋酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 细胞内 主要在细胞核内 不同阶段所需温度不同 耐热的DNA聚合酶 Taq酶 合成DNA片段或基因 如果基因比较短小 核苷酸序列又已知 则可以用何种方法获得目的基因 能否把目的基因单独导入受体细胞 基因工程技术的核心是什么 构建基因表达载体的目的是什么 基因表达载体的组件有哪些 通过DNA合成仪 用化学方法人工合成 无需模板 不能 必需以基因表达载体的方式携带进去 构建基因表达载体 使目的基因在受体细胞内稳定保存 复制和表达 复制原点 启动子 终止子 目的基因 标记基因 基因表达载体的各个元件 有何功能 1 启动子 位于基因的 它是 识别和结合的部位 驱动基因 2 终止子 位于基因的尾端 终止 3 标记基因 是否含有目的基因 并将含目的基因的细胞筛选出来 4 目的基因 目的基因必须插入表达载体的 和 之间 mRNA的转录 鉴别受体细胞 RNA聚合酶 首端 转录出mRNA 启动子 终止子 区分启动子 终止子和起始密码子 终止密码子 基因表达载体为什么要有启动子 使用受体生物自身基因的启动子才有利于目的基因的表达 通过cDNA文库获得的目的基因没有启动子 只将编码序列导入受体生物中无法转录 启动子能控制目的基因在特定的时间和空间表达 例如只在转基因动物的乳腺细胞中表达 启动子和终止子均为结构基因 区的DNA序列 且长度远不止3个碱基 都与基因的 过程相关联 起始密码子和终止密码子均位于 分子中 都只含 碱基 都与 过程相关联 非编码 转录 3个 翻译 mRNA 怎样使某种药物蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达 不同生物的DNA能够拼接重组的原因是什么 目的基因和载体拼接的过程是怎样的 基本单位相同 空间结构相同 碱基互补配对的方式相同 将药物蛋白基因与 的启动子等组件重组在一起 乳腺蛋白基因 用 切割质粒 使其出现一个切口 露出 用 切断目的基因 使其产生 将切下的目的基因片段插入质粒的 处 再加入适量的 形成了一个重组质粒 限制酶 黏性末端 同种限制酶 相同的黏性末端 切口 DNA连接酶 构建基因表达载体的过程 使用了哪些操作工具 将目的基因与质粒酶切 酶切产物用DNA连接酶进行连接 其中由两个DNA片段之间连接形成的产物可能有几种 不同的基因表达载体 其构建方法是一样的吗 基因工程的受体细胞有哪些 目的基因导入受体细胞的过程 叫做什么 载体 载体连接物 目的基因 载体连接物 目的基因 目的基因连接物 由于载体的种类不同 受体细胞的种类不同 以及目的基因导入受体细胞的方法不同 表达载体的构建会有差别 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 转化 三种工具 什么是转化 目的基因导入植物细胞最常采用的方法是什么 农杆菌易感染哪些植物 原因 目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持 和 的过程 称为 稳定 表达 转化 农杆菌转化法 易感染 植物和 植物 对大多数 植物没有感染能力 原因1 农杆菌对 的双子叶植物细胞分泌的 化合物具有趋化性 从而表现出感染双子叶植物的 性 双子叶 裸子 酚类 特异 单子叶 原因2 农杆菌的 质粒上的 可以转移到受体细胞 并整合到受体细胞的 上 T DNA 染色体的DNA Ti 受损伤 农杆菌转化法的具体过程是什么 将目的基因插入到农杆菌的 上 将含目的基因的重组Ti质粒导入 将 导入植物细胞 目的基因随 插入到植物细胞的 上 筛选出 的植物细胞 对含有目的基因的植物细胞进行 经过 和 过程 获得转基因植株 对转基因植株进行 水平的鉴定 Ti质粒的T DNA 农杆菌 含重组Ti质粒的农杆菌 T DNA 染色体DNA 导入了目的基因 植物组织培养 脱分化 再分化 个体生物学 农杆菌转化法中共有几次拼接和几次导入 目的基因插入到植物染色体DNA上 有何作用 把目的基因导入单子叶植物中常用的方法是什么 我国的转基因抗虫棉采用的是何种导入方法 两次拼接 两次导入 第一次拼接 是将目的基因拼接到Ti质粒的T DNA的中间部位 第二次拼接 非人工操作 是将含有目的基因的T DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上 第一次导入 是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌 第二次导入 是含重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞 使目的基因的遗传特性 得以维持和稳定表达 基因枪法 花粉管通道法 农杆菌转化法获得转基因植物 需要用到哪些生物工程技术 将目的基因导入动物细胞最常用 最有效的方法是什么 显微注射技术的基本操作程序是什么 细菌培养技术 基因工程技术 植物组织培养技术 显微注射技术 胚胎移植 显微注射 分裂分化 妊娠分娩 含目的基因的表达载体 受精卵 早期胚胎培养 输卵管或子宫 转基因动物 对胚胎进行质量检查 为什么早期基因工程都用原核生物作为受体细胞 应用最广泛的原核生物受体细胞是什么 大肠杆菌细胞最常用的转化方法是什么 用Ca2 处理大肠杆菌细胞的目的是什么 处于该生理状态的细胞 称为什么 怎样使重组表达载体进入感受态细胞 单细胞 繁殖快 遗传物质相对较少 大肠杆菌 Ca2 处理法 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 感受态细胞 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 总结目的基因导入受体细胞的方法 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 显微注射法 Ca2 处理法 重组质粒导入受体细胞的操作 能保证所有受体细胞都能成功导入目的基因吗 受体细胞中没有导入任何质粒 受体细胞中导入了不含目的基因的质粒 受体细胞中成功导入了重组质粒 怎样对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测和筛选 目的基因能否在真核细胞中稳定遗传的关键是什么 怎样检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因 DNA分子杂交技术的核心是什么 怎样制备探针 根据表达载体中标记基因的特点 利用选择性培养基进行筛选 采用DNA分子杂交技术 转基因生物的 上是否插入了目的基因 染色体DNA 制备DNA探针 将目的基因片段用放射性同位素做标记 DNA分子杂交技术的基本程序是什么 提取出转基因生物的 把含目的基因的DNA片段 用放射性同位素等作标记 以此做为 将探针和转基因生物的基因组 若显示出 表明 已插入染色体DNA中 基因组DNA 探针 杂交 杂交带 目的基因 怎样检测目的基因是否转录除了mRNA DNA RNA分子杂交技术 提取出转基因生物的 用放射性同位素等作标记的目的基因 做为 将DNA探针和转基因生物的 杂交 若显示出 表明目的基因已经 mRNA 探针 杂交带 转录出了mRNA mRNA 怎样检测目的基因是否翻译成了蛋白质 翻译出蛋白质 是否意味着转基因生物完全满足生产要求 怎样确定转基因植物是否具有抗性以及抗性的程度 总结目的基因检测和鉴定的方法 基因工程育种和常规育种相比 有哪些优势 还需要做个体生物学水平的鉴定 抗原 抗体杂交 做抗虫或抗病的接种实验 抗性接种实验 能定向改造生物的遗传性状 克服了远缘杂交不亲和障碍 能缩短育种周期 抗性接种实验 抗原 抗体杂交法 DNA RNA分子杂交法 DNA分子杂交法 受体是否具有转基因特征 目的基因是否翻译 目的基因是否转录 目的基因是否插入 方法 检测目的 目的基因 受体细胞 表达载体 检测和鉴定 获取方法 基因文库 PCR 人工合成 原核基因 真核基因 结构 工具酶 限制酶 DNA连接酶 T4DNA连接酶 E coliDNA连接酶 识别序列切割位点切割产物 启动子 终止子目的基因 标记基因 复制原点 组件 载体 质粒噬菌体动植物病毒 方法 动物细胞植物细胞微生物细胞 包括 显微注射法农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法Ca2 处理法 构建 导入 需要 分子水平 是否插入是否转录是否翻译 DNA分子杂交DNA RNA分子杂交抗原抗体杂交 探针 抗性接种 个体水平 1 3基因工程的应用 植物基因工程的成果和应用有哪些 大量使用化学农药的危害有哪些 常用的抗虫基因有哪些 抗虫转基因植物 抗病转基因植物 抗逆转基因植物 改良植物品质 造成严重的环境污染 危害人体健康 增加生产成本 Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因 植物凝集素基因等 什么是病原微生物 主要有哪些 为什么常规育种很难培育出抗病毒的作物新品种 在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因 在抗真菌转基因植物中可使用的基因有哪些 哪些非生物的环境条件会造成农作物低产 减产 引起动植物生病的微生物 主要有病毒 细菌和真菌等 作物自身缺少抗病毒的基因 杂交不可行 诱变育种不定向 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 盐碱 干旱 低温和涝害等 利用什么基因可以提高作物的抗盐碱 抗干旱能力 怎样使作物具有抗寒 抗除草剂的能力 怎样提高植物细胞中必需氨基酸的含量 怎样使转基因花卉呈现出原先没有的颜色变异 调节细胞渗透压的基因 导入抗冻蛋白基因 导入抗除草剂基因 将必需氨基酸含量多的蛋白质 导入植物 改变必需氨基酸合成途径中某种 的活性 编码基因 关键酶 导入与植物花青素代谢有关的基因 控制酶合成的相关基因 动物基因工程的成果和应用有哪些 如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率 怎样降低牛奶中乳糖的含量 使有乳糖不耐症的人也能喝牛奶 什么是乳腺生物反应器或乳房生物反应器 用于提高动物生长速度 用于改善畜产品的品质 用转基因动物生产药物 用转基因动物作器官移植的供体 导入外源生长激素基因 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低 转基因动物进入泌乳期后 可以通过分泌乳汁生产所需要的药品 称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器 用基因工程技术实现乳腺生物反应器的操作步骤是什么 获取 例如抗凝血酶基因 构建 在抗凝血酶基因前加 基因的启动子 通过 等方法 导入哺乳动物的 中 进行 培养 进行 将胚胎送入母体动物 发育成转基因动物 只有在产下的 个体的乳腺细胞中 转入的基因才能表达 其它细胞也有 但不表达 目的基因 基因表达载体 乳腺蛋白 显微注射 XX受精卵 早期胚胎 胚胎移植 雌性 器官移植技术面临的世界性难题是什么 怎样利用动物基因工程技术 解决上述难题 为什么选用猪 而不选用灵长类动物 怎样培育没有免疫排斥反应的转基因猪器官 供体器官短缺和免疫排斥 培育没有免疫排斥反应的转基因猪器官 猪的内脏构造 大小 血管分布与人极为相似 猪体内隐藏的 可导致人类疾病的病毒远少于灵长类 向供体器官的基因组导入某种调节因子 以抑制 基因的表达 或设法除去 基因 结合克隆技术 培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官 抗原决定 抗原决定 什么是 工程菌 干扰素是一种什么物质 治疗遗传病的最有效手段是什么 什么是基因治疗 基因治疗的类型有几种 用基因工程的方法 使外源基因得到高效率表达的微生物 是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白 几乎能抵抗所有病毒引起的感染 是一种抗病毒的特效药 基因治疗 把正常基因导入有基因缺陷的细胞中 使该基因的表达产物发挥功能 从而达到治疗疾病的目的 体内基因治疗和体外基因治疗 体外基因治疗和体内基因治疗的过程是什么 体外基因治疗 先从病人体内获得某种细胞 进行培养 然后在体外完成基因转移 再筛选成功转化的细胞扩增培养 最后重新输入患者体内 体内基因治疗 直接向人体组织细胞中转移目的基因的治病方法 体外基因治疗需要用到哪些生物工程技术 基因治疗的发展现状是什么 动物细胞分离和培养技术 基因工程技术 都处于初期的临床试验阶段 1 4蛋白质工程的崛起 基因工程有何局限性 天然蛋白质有何不足