生物选修3基因工程知识点归纳(详实)ppt课件

1、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

2、,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

3、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,1.1 DNA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、D

4、NA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，

5、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

6、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,Ecoli DNA连接酶,T4 DNA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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、,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

12、-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，

13、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

14、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

15、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

16、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？

17、 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？

18、 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

19、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

20、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

21、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

22、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，

23、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_,mRN

24、A,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

25、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,T4 DNA连接酶,Ecoli DNA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

26、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

27、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

28、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

29、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

30、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？ 怎样使蛋