请教大肠杆菌基因工程菌连续溶菌问题
遗传背景清楚 ;目标基因表达水平高;表达系统成熟完善;易于培养(培养方法简单、生长快、培养周期短、抗污染能力强)、成本低;被美国FDA批准为安全的基因工程受体生物.缺点:表达产物缺少饭以后的修饰(如糖基化、烷基化、磷酸化、特异性的蛋白水解加工等);同时高表达时易折叠错误导致表达产物没有活性,而且大肠杆菌本身含有内毒素和有毒蛋白,可能混在产物里,应用受限.真核基因在大肠杆菌中表达:1,真核生物的启动子不能被原核细胞(大肠杆菌)的RNA聚合酶识别;2,真核生物的mRNA上没有SD序列,因此不能被原核细胞核糖体结合;3,真核生物的基因含有内含子,原核细胞缺乏见他们的转录物进行拼接加工的机制;4,真核细胞的基因产物,往往需要翻译后加工,真核细胞缺乏翻译后加工有关的酶;5,真核生物基因表达的蛋白质易被原核细胞蛋白酶所降解.
基因工程菌的介绍
基因工程菌:将目的基因导入细菌体内使其表达,产生所需要的蛋白的细菌称为基因工程菌,如:大肠杆菌。
基因工程菌是什么?
糖尿病是患者胰脏的胰岛细胞不能分泌胰岛素,血糖过高而致。糖尿病患者的死亡率仅次于癌症和心脏病。全世界约有6000万糖尿病患者。科学家们把人的胰岛素基因送到大肠杆菌的细胞里,让胰岛素基因和大肠杆菌的遗传物质相结合。人的胰岛素基因在大肠杆菌的细胞里指挥着大肠杆菌生产出了人的胰岛素。并随着它的繁殖,胰岛素基因也一代代的传了下去,后代的大肠杆菌也能生产胰岛素了。这种带上了人工给予的新的遗传性状的细菌,被称为基因工程菌。带有人的胰岛素基因的基因工程菌放到大型的发酵罐里,给它提供合适的条件和营养物质,进行人工培养,可以大量繁殖,生产出大量的人胰岛素。大肠杆菌就成为生产胰岛素的“活工厂”。1981年,人胰岛素基因产品已投入市场,解决了胰岛素药源不足的问题。
工程菌是从自然界分离出来的,可作为基因工程中的受体细胞
错误原因:工程菌是经过人工改造的特殊菌株,不是直接从自然界分离出来的。用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。 工程菌是采用现代生物工程技术加工出来的新型微生物,具有多功能、高效和适应性强等特点。
基因工程菌有什么作用?
糖尿病是患者胰脏的胰岛细胞不能分泌胰岛素,血糖过高而致。糖尿病患者的死亡率仅次于癌症和心脏病。全世界约有6000万糖尿病患者。科学家们把人的胰岛素基因送到大肠杆菌的细胞里,让胰岛素基因和大肠杆菌的遗传物质相结合。人的胰岛素基因在大肠杆菌的细胞里指挥着大肠杆菌生产出了人的胰岛素。并随着它的繁殖,胰岛素基因也一代代的传了下去,后代的大肠杆菌也能生产胰岛素了。这种带上了人工给予的新的遗传性状的细菌,被称为基因工程菌。带有人的胰岛素基因的基因工程菌放到大型的发酵罐里,给它提供合适的条件和营养物质,进行人工培养,可以大量繁殖,生产出大量的人胰岛素。大肠杆菌就成为生产胰岛素的“活工厂”。1981年,人胰岛素基因产品已投入市场,解决了胰岛素药源不足的问题。
“基因工程菌”怎么
基因工程菌顾名思义就是通过基因工程改造过遗传物质的菌株,这样的菌株的生物性状更加适合工业生产应用,比如产量更高,产物更纯,生产成本更低等等,一般在发酵行业有很多的应用,具体说到食品,比较明显的就是酒类,奶酪类,酱油类等等,这些产品都是要经过菌类发酵来生产的食品.(1)从图中可以看出“工程菌”的培育过程是将人的生长素基因使用转基因技术,与大肠杆菌的DNA进行基因重组,然后将新的DNA送回大肠杆菌,选出能生产生长激素的大肠杆菌,通过大肠杆菌的大量繁衍,便可大量生产出生长激素.因此“工程菌”从获得的技术上讲,属于转基因细菌.(2)“工程菌”的获得说明生物的性状与基因的关系是基因控制性状.(3)“工程菌”产生的变异是遗传物质改变引起的,因此属于可遗传的变异.故答案为:(1)转基因;(2)基因控制性状;(3)可遗传的.
工程菌是从自然界分离出来的,可作为基因工程中的受体细胞
错误原因:工程菌是经过人工改造的特殊菌株,不是直接从自然界分离出来的。用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。 工程菌是采用现代生物工程技术加工出来的新型微生物,具有多功能、高效和适应性强等特点。
基因工程菌包括哪些?
主要是大肠杆菌。也包括谷氨酸短杆菌、酵母菌等菌种。
基因工程菌的发酵和传统的微生物发酵有什么不同
利用基因重组技术构建的生物工程菌的发酵工艺不同于传统的发酵工艺,就其选用的生物材料而言,前者含有带外源基因的重组载体;而后者是单一的微生物细胞;从发酵工艺考虑,生物工程菌的发酵生产之目的是希望能获得大量的外源基因产物,尽可能减少宿主细胞本身蛋白的污染,外源基因的高水平表达,不仅涉及宿主,载体和克隆基因三者之间的相互关系,而且与其所处的环境条件息息相关,因此仅按传统的发酵工艺生产生物制品是远远不够的,需要对影响外源基因表达的因素进行分析,探索出一套适于外源基因高效表达的发酵工艺.基因工程菌发酵问题中最重要的两个问题是菌体的高密度发酵和诱导条件的确定.菌株的高密度生长将导致供氧不足和培养基中大量乙酸的产生,这将极大的影响菌体的生长,这是一个值得注意的地方;另外,菌体密度的高低与外源蛋白表达量之间并没有直接相关性,它们之间的结合点就是诱导条件的确定.另外,不同的发酵条件,工程菌的代谢途径也许不一样,这对目标蛋白的下游纯化工艺将造成不同的影响.因此,在高表达高密度的前提,尽量建立有利于纯化的发酵工艺也是非常重要的问题.
如何控制基因工程菌的环境安全性
基因工程菌顾名思义就是通过基因工程改造过遗传物质的菌株,这样的菌株的生物性状更加适合工业生产应用,比如产量更高,产物更纯,生产成本更低等等,一般在发酵行业有很多的应用,具体说到食品,比较明显的就是酒类,奶酪类,酱油类等等,这些产品都是要经过菌类发酵来生产的食品.(1)从图中可以看出“工程菌”的培育过程是将人的生长素基因使用转基因技术,与大肠杆菌的DNA进行基因重组,然后将新的DNA送回大肠杆菌,选出能生产生长激素的大肠杆菌,通过大肠杆菌的大量繁衍,便可大量生产出生长激素.因此“工程菌”从获得的技术上讲,属于转基因细菌.(2)“工程菌”的获得说明生物的性状与基因的关系是基因控制性状.(3)“工程菌”产生的变异是遗传物质改变引起的,因此属于可遗传的变异.故答案为:(1)转基因;(2)基因控制性状;(3)可遗传的.
在转基因工程中人们为什么常用细菌作为工程菌?基因工程的实质是什么
错误原因:工程菌是经过人工改造的特殊菌株,不是直接从自然界分离出来的。用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。 工程菌是采用现代生物工程技术加工出来的新型微生物,具有多功能、高效和适应性强等特点。
大肠杆菌作为基因工程受体菌具有哪些特点
大肠杆菌作为基因工程受体菌的特点:1、发酵产品具有高浓度、高转化率和高产率。2、菌株能利用常用的碳源,并可进行连续发酵。3、菌株不是致病株,也不产内毒素。4、代谢控制容易进行。5、能进行适当的DNA重组,并且稳定。扩展资料:检验方法:1、发酵法:这种方法主要是在44.5℃下的培养基上进行大肠杆菌的培养,该培养基含有荧光底物,需要培养 24 h。然后对荧光底物进行释放,需要采用葡萄糖醛酸进行,让培养基能够在紫外光的照射下发出荧光。采用这样的方式方法,还可以进行统计学估计原来样品中的菌落。主要步骤包括发酵、分离培养、二次发酵、显微镜观察等。2、滤膜法:该方法主要过程:加入 10 mL 左右的无菌水于滤器中,然后掺入一些无菌水进行清洁滤器的内壁,再进行过滤,将滤膜放在 M-FC 培养基中,两者之间不能够有气泡,然后进行密封。存放温度为 44.5℃,存放时间约 24 h,直到大肠杆菌的菌群变成蓝色或蓝绿色。然后记录数据,估算每一单位的水溶液菌群数量,然后进行大肠杆菌量值的换算。3、平板计数法:用无菌吸管吸取稀释度样品1 mL,该样品与乳糖胆盐发酵类似,然后将其放入无菌培养皿中,再加入温度于 45℃下的 CDLJ JD 显色培养基中10 mL的量,并进行培养皿中溶液均匀混合。可以通过快速转动培养皿的方式,等溶液凝固以后,加入5 mL左右,然后快速摇晃培养基,使其可以均匀覆盖平板表面,等其凝固以后,翻转培养基,在温度37℃中培养24 h左右,然后观察其形态,颜色等变化。除此之外,平行设置两个稀释度培养基,步骤是先稀释样本,通过稀释后,微生物可以分散为单个细胞,然后进行一定环境条件下培养,直到其长成菌落为止,然后进行计算大肠杆菌的数量,通过稀释度和样本数量进行计算。4、免疫磁珠法:该分离技术的主要原理是以磁珠为载体和抗体,进行抗体和磁珠的结合,然后通过磁力技术完成力学的移动,进而分离大肠杆菌。与其他分离细菌的方式相比,这样的方式方法具有一定的优点,该技术可以提升样本中病原性弧菌的检测成功率,并且免疫磁珠技术可以于不同菌种中对不同的微生物进行处理,进而在很大程度上提高检测效率 。5、自动化仪器检测法:主要是运用免疫自动化分析仪,该技术产生并运用于1970年。随着科技的发展和进步,自动化仪器检测技术应用非常广泛,并且操作起来非常方便,可以节约很多时间,其受干扰的程度较小,可以节省人力物力的投入,也可以提高检测的精确度。在现阶段的发展过程中,自动酶的免疫检测体系的应用非常广泛。6、ATP生物发光法:在近些年的发展过程中,生物发光技术应用很广泛,是一种比较快速的检测微生物的技术。在活性细胞中,ATP是其常见的能量代谢产,可以提供细胞生理活动过程中所需的能量。并且,该技术可以在生物体内可以在一定范围内保持一定的含量。食品中的大肠杆菌检测技术可以采用荧光光度的方法,因为生物体发光的原因是有荧光素酶的作用,产生了发光的效果。该物质来源于北美的萤火虫体内,可以催化荧光素的氧化作用,不过,该物质性质不稳定,可以对荧光进行快速分解。另外,该检测技术结果获得过程是非常快的,并且该设备携带方便,十分适用于现场检测。参考资料来源:百度百科-基因工程菌参考资料来源:百度百科-大肠杆菌
基因工程菌的发酵和传统的微生物发酵有什么不同
利用基因重组技术构建的生物工程菌的发酵工艺不同于传统的发酵工艺,就其选用的生物材料而言,前者含有带外源基因的重组载体;而后者是单一的微生物细胞;从发酵工艺考虑,生物工程菌的发酵生产之目的是希望能获得大量的外源基因产物,尽可能减少宿主细胞本身蛋白的污染,外源基因的高水平表达,不仅涉及宿主,载体和克隆基因三者之间的相互关系,而且与其所处的环境条件息息相关,因此仅按传统的发酵工艺生产生物制品是远远不够的,需要对影响外源基因表达的因素进行分析,探索出一套适于外源基因高效表达的发酵工艺。基因工程菌发酵问题中最重要的两个问题是菌体的高密度发酵和诱导条件的确定。菌株的高密度生长将导致供氧不足和培养基中大量乙酸的产生,这将极大的影响菌体的生长,这是一个值得注意的地方;另外,菌体密度的高低与外源蛋白表达量之间并没有直接相关性,它们之间的结合点就是诱导条件的确定。另外,不同的发酵条件,工程菌的代谢途径也许不一样,这对目标蛋白的下游纯化工艺将造成不同的影响。因此,在高表达高密度的前提,尽量建立有利于纯化的发酵工艺也是非常重要的问题。
基因工程菌的培养方式有哪些
基因工程菌的培养方式有:补料分批培养、连续培养、透析培养、固定化培养。
基因工程中,怎样对工程菌进行筛选?
利用标记基因的表达进行筛选。如果目的基因进入了工程菌,那标记基因就能表达,否则就不表达。表达不表达就是看是不是合成了相应的蛋白质或是不是产生了相应的性状。
在转基因工程中人们为什么常用细菌作为工程菌?
1.繁殖快,培养容易,就可以很快产生好多好多的细菌,2.细菌有环形dna,也就是质粒,转基因用的就是它的质粒。3.细菌比较低级,而且又是单细胞的,所以变异很快。4.相对于病毒,细菌更安全一些。ps。我觉得酵母菌用的比较多,它的质粒很大。酵母菌是真菌。
基因工程菌是什么?
研究表明,从环境中分离筛选的菌种,其降解污染物的酶活性有限,要高效、快速超常发挥,就得用现代基因工程来改造微生物,形成基因工程菌,又称工程微生物。运用生物工程技术,采用细胞融合、基因重组技术等遗传工程手段,可以将某种降解污染能力强的微生物的降解基因,转入繁殖能力强、适应性好的受体微生物中,构建出高效的具有广谱降解能力的基因工程菌。
如何改进基因工程菌的培养工艺和方法
改进基因工程菌的培养工艺和方法:1、补料分批培养,将种子(基因工程菌)接种至发酵反应器,经过一段时间培养后,间歇或连续地补加新鲜培养基,使菌体进一步生长的方法,在此培养方法中,为保持工程菌生长所需的良好微环境,延长对数生长期,获得高密度菌体,通常把溶氧控制和流加补料结合起来,根据工程菌的生长规律调节补料的流加速率。2、连续培养,将种子(基因工程菌)接种至发酵反应器中,搅拌培养至一定菌体浓度后,启动进料蠕动泵,以控制稀释率进行不间断地培养,为微生物提供一个相对恒定的生活环境,控制其比生长速率。
基因工程菌发酵原理
基因工程的核心技术是DNA的重组技术。重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因,经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子,然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物,该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。除DNA重组技术外,基因工程还应包括基因的表达技术,基因的突变技术,基因的导入技术等。基因工程一般分为4个步骤:二、工程菌的获得1,确定目的产物。2,找出产该产物的细胞。3,将细胞破碎后提纯出全部信使RNA。这些信使中包含了该细胞内表达的所有蛋白质的合成信息。4,利用基因扩增技术(PCR),找出所需的目的基因。5,将目的基因连接到设计好的质粒载体,形成了重组DNA分子。6,将重组后DNA分子引入到受体细胞内,然后选择合适的培养条件使细胞繁殖。根据选择性标记,从菌落中筛选出目的基因的重组(工程)菌。三、工程菌应具备的条件1,发酵产品是高浓度、高转化率和高产率的,同时是分泌型菌株。2,菌株能利用常用的碳源,并可进行连续发酵。3,菌株不是致病株,也不产内毒素。4,代谢控制容易进行。5,能进行适当的DNA重组,并且稳定,重组的DNA不易脱落。四、工程菌的应用1,基因药物例如,红细胞生成素、胰岛素、干优素、乙肝疫苗、生长激素和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子等。2,其它发酵产品例如酶制剂、氨基酸(苏氨酸、色氨酸)、抗生素等。第二节 工程菌的培养就生产流程而言,从发酵到分离、纯化目标产物,工程菌和常规微生物并无太多的差异。但工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性,以及安全性等问题,使得工程菌的培养有着自身所特有的特点。
在转基因工程中人们为什么常用细菌作为工程菌?
1.繁殖快,培养容易,就可以很快产生好多好多的细菌, 2.细菌有环形dna,也就是质粒,转基因用的就是它的质粒. 3.细菌比较低级,而且又是单细胞的,所以变异很快. 4.相对于病毒,细菌更安全一些. ps.我觉得酵母菌用的比较多,它的质粒很大.酵母菌是真菌.
影响基因工程菌遗传稳定性的因素有哪
主要有以下几点:1.插入基因的大小,相对于基因组比例太小的话,在宿主复制过程中容易丢失;若插入基因较大,转化过程较困难,且转化后由于细菌的删除作用导致基因不表达.2.培养环境的选择性压力,一般会在插入基因中添加抗性基因,在环境抗生素压力下,工程阳性菌优势生长,若环境压力减小,则阴性菌可能成为优势菌导致遗传不稳定.3.保存条件时间的限制,保存时间过长可能导致遗传信息丢失.
基因工程菌缺点,用故事描述
基因工程菌:将目的基因导入细菌体内使其表达,产生所需要的蛋白的细菌成为基因工程菌,如:大肠杆菌。 基因工程细菌影响土壤生物,导致植物死亡 1999出版的研究资料例举了基因工程微生物释放到环境中将如何导致广泛的生态破环。 当把克氏杆菌的基因工程菌株与砂土和小麦作物加入微观体中时,喂食线虫类生物的细菌和真菌数量明显增加,导致植物死亡。而加入亲本非基因工程菌株时,仅有喂食线虫类生物的细菌数量增加,而植物不会死亡。没有植物而将任何一种菌株引入土壤都不会改变线虫类群落。 克氏杆菌是一种能使乳糖发酵的常见土壤细菌。基因工程细菌被制造用来在发酵桶中产生使农业废物转换为乙醇的增强乙醇浓缩物。发酵残留物,包括基因工程细菌亦可于土壤改良。 研究证明,一些土壤生态系统中的基因工程细菌在某些条件下可长期存活,时间之长足以刺激土壤生物产生变化,影响植物生长和营养循环进程。虽然目前仍不清楚此类就地观测的程度,但是基因工程细菌引起植物死亡的发现也说明如果使用此种土壤改良有杀伤农作物的可能。
基因工程技术也称为DNA重组技术,其实施必须具备的四个必要条件是( )A.目的基因、限制性核酸内切酶
A、目的基因、限制性核酸内切酶、运载体是基因工程必需具备的条件,但体细胞不一定是受体细胞,A错误;B、重组DNA是由目的基因和质粒重组形成的,RNA聚合酶是转录需要的酶,细胞中具有该种酶,因此不是基因工程必需的条件,B错误;C、mRNA是基因转录的产物,基因工程中不需要提供该物质,质粒是运载体中的一种,除了质粒还有动植物病毒和噬菌体衍生物,因此质粒不是基因工程中必须的,C错误;D、限制酶和DNA连接酶属于工具酶,另外运载体、目的基因和受体细胞是基因工程中的必需具备的条件,D正确.故选:D.
基因工程的实质为什么是基因重组?
我随便点儿回答你就是基于基因采取各种工程手段使它服务于人类。所以能用基因做的东西是很多的,也不一定都是基因重组,它只是浩大工程中的一部分。像我们这种搞医药的,基因治疗,有时候直接是引导沉默或敲除基因,这和重组一样也是一门技术,做诊断的,有时候就是做个杂交,像这样的例子还有很多。下面有百度百科上的解答~~你可以看看专业点儿的解答~狭义的基因工程仅指用体外重组dna技术去获得新的重组基因;广义的基因工程则指按人们意愿设计,通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。如用重组dna技术,将外源基因转入大肠杆菌中表达,使大肠杆菌能够生产人所需要的产品;将外源基因转入动物,构建具有新遗传特性的转基因动物;用基因敲除手段,获得有遗传缺陷的动物等。
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术.______
是的。基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用,包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建(即重组DNA技术);而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞或基因工程生物体的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。扩展资料:基因拼接的一些方法:1、粘性末端法,又称限制性内切酶酶切法。要求两种DNA分子具备同一个限制性内切酶切点,能产生互补的粘性末端。主要缺点是较难选择重组质粒,而且当外源DNA片段的长度超过载体DNA较多时,形成的重组质粒的转化率较低。2、多聚dA-dT或dG-dC接尾法,是用末端转移酶将两种线性DNA分子的3′端分别加上dA或dT (dG或dC)多聚体,通过多聚体互补而结合在一起,用DNA连接酶处理,形成共价闭合的重组DNA分子。1972年用这种方法将病毒DNA与噬菌体DNA重组在一起。3、平末端法,有些核酸内切酶切出的DNA分子是平末端,对DNA分子的单链末端亦可用核酸酶S1或DNA聚合酶Ⅰ来修平或补齐,然后用T4 DNA连接酶将不同片段连接起来。该法形成重组DNA分子的效率低,只及粘性末端法的1%。参考资料来源:百度百科-基因拼接方法参考资料来源:百度百科-基因工程
基因工程与DNA重组的区别?
基因工程是一个大概念.是利用分子生物学手段对生物体基因进行改造而具有人类所期望的性状. 基因重组是一个操作过程.是将外源的DNA插入到另一物种的基因组中去.基因重组是基因工程的重要手段之一.,1,基因工程中包含DNA重组这一步骤,0,
基因工程与DNA重组的区别
基因工程是一个大概念。是利用分子生物学手段对生物体基因进行改造而具有人类所期望的性状。基因重组是一个操作过程。是将外源的DNA插入到另一物种的基因组中去。基因重组是基因工程的重要手段之一。
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术.______
是的。基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用,包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建(即重组DNA技术);而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞或基因工程生物体的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。扩展资料:基因拼接的一些方法:1、粘性末端法,又称限制性内切酶酶切法。要求两种DNA分子具备同一个限制性内切酶切点,能产生互补的粘性末端。主要缺点是较难选择重组质粒,而且当外源DNA片段的长度超过载体DNA较多时,形成的重组质粒的转化率较低。2、多聚dA-dT或dG-dC接尾法,是用末端转移酶将两种线性DNA分子的3′端分别加上dA或dT (dG或dC)多聚体,通过多聚体互补而结合在一起,用DNA连接酶处理,形成共价闭合的重组DNA分子。1972年用这种方法将病毒DNA与噬菌体DNA重组在一起。3、平末端法,有些核酸内切酶切出的DNA分子是平末端,对DNA分子的单链末端亦可用核酸酶S1或DNA聚合酶Ⅰ来修平或补齐,然后用T4 DNA连接酶将不同片段连接起来。该法形成重组DNA分子的效率低,只及粘性末端法的1%。参考资料来源:百度百科-基因拼接方法参考资料来源:百度百科-基因工程
什么是基因工程?基因工程和dna重组的关系如何
基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。基因工程和DNA重组是两个不同的概念。DNA重组是一个概念,基因工程是这个概念衍生出来的一个科学领域。
基因工程的优点
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。
为什么基因工程又叫DNA重组技术?
基因工程又叫基因拼接技术或dna重组技术.这种技术是在生物体外,通过对dna分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物.通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向改造生物的遗传性状.故答案为:√
在基因工程实验中,DNA重组体是指( )
答案是A。所谓基因工程(geneticengineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。
基因工程没有碱基互补配对的步骤
基因工程共分为四个步骤,即:获取目的基因;构建基因表达的载体;将目的基因导入受体细胞;和目的基因的检测与鉴定。其中第三步导入不涉及碱基互补配对,其三步它均涉及。
基因工程的发展给人类带来什么影响
人类在基因领域已经取得了巨大的进步,并通过基因工程在改变自然以服务于人的需要方面进展迅速。但是,在很长一段时间内,人类对基因工程的哲学伦理学方面的问题重视不够。从克隆技术到人类基因组的重大发现以来,这一问题日益突出了,而与这一进程相比,人类相应的社会伦理体系却没有建立起来。 基因伦理学就其内容涵盖看,可有两方面的内容,一方面是生态伦理学,一方面是社会伦理学。就基因的生态伦理学而言,主要是为了规范和协调基因工程与生态环境之间的矛盾;就基因的社会伦理学而言,主要是为了规范和协调基因工程与社会伦理方面的矛盾问题。基因伦理学的创立和发展不仅不会妨碍自然科学的发展,反而会进一步增进我们关于科学本质的认识,也会有助于我们对真理、规律、因果性的全新认识。 人类在基因领域已经取得了巨大的进步,并通过基因工程在改变自然以服务于人的需要方面进展迅速。但是,在很长一段时间内,人类对基因工程的哲学伦理学方面的问题重视不够。这有两方面的问题。一方面,在改造自然和征服自然的哲学观下,基因工程引发了许多生态问题,特别是极大影响了生物多样性,而生物多样性正是自然可持续发展的基础。另一方面,基因工程引发了许多社会伦理问题。从克隆技术到人类基因组的重大发现以来,这一问题日益突出了,而与这一进程相比,人类相应的社会伦理体系却没有建立起来。 基因伦理学就其内容看,可有两方面的内容,一方面是生态伦理学,一方面是社会伦理学。就基因的生态伦理学而言,主要是为了规范和协调基因工程与生态环境之间的矛盾;就基因的社会伦理学而言,主要是为了规范和协调基因工程与社会伦理方面的矛盾问题。 生态伦理学对于植物基因研究工作的规范和合理约束,主要是出于生物多样性的考虑。近些年来,植物基因的研究取得了长足进步,这些进步推动了一系列农业革命,而尤以粮食革命为重。但是,这种以植物基因优化为基础的革命,却导致了物种多样性的破坏。比如,它使人们食用的粮食从5000多种锐减到150多种。与此类似的是,化肥对增产和缩短生长期起了举足轻重的作用,但也造成了土壤板结和地表破坏。同样的情况也发生在动物基因的研究与应用中。比如,试管牛和试管羊为人们控制生物性别提供了基础,这一技术使人类有可能实现对生物种群的控制。对某一种群来说,雄性数量不需要很多,但雌性数量却举足轻重,根据自然法则,雄雌出生概率大致相当,因此,如何在出生中尽量增大雌性数量和减少雄性数量就十分关键。但这样一来,势必造成种群雄雌比例的失衡,从而造成自然生态失衡。当这种技术应用于人类时,问题更大。前段时间关于克隆技术的讨论表明,基因的克隆技术一旦用于人类,可能带来或引起的麻烦甚至不是我们能够想象到的。 那么,基因伦理学是否和基因技术基因工程相矛盾呢?显然不是,因为基因伦理学和基因技术在为人类服务这一本质上是完全一致的。二者都要求既要充分利用基因技术为人类造福,又要尽可能避免因之产生的一切有害于社会的现象。只不过不同的国家和地区,二者的程度和比例不同而已。对中国这样的发展中国家来说,重点还不在于如何尽力去克服基因技术的基因工程产生的负面影响,而是如何最大可能地利用基因工程和基因技术发展经济。比如,现在我们都知道生物多样性是自然界可持续发展的基础,也就是说,生物进化主要不是“优胜劣汰”的,而是优劣相互协同的,是一个多样化的过程,而优化则必然走向单调性。但是,目前基因工程主要是优中选优,明显同生物多样化方向有悖,而且在实践中也确实导致了这样的问题。但是,对广大发展中国家来说,这样一来却解决了许多非常困难的现实问题。 由此可以得知,基因伦理学的创立和发展不仅不会妨碍自然科学的发展,反而会进一步增进我们关于科学本质的认识,也会有助于我们对真理、规律、因果性的全新认识。显然,基因工程无疑是符合自然规律的。但是,其结果却会对自然的社会的持续发展提出严峻的挑战,这不能不引发人们对真理和科学问题的深入思考。这个问题实际上是东西文化交汇中一个具有实质性内容的问题。几位获诺贝尔物理学奖的华裔美籍物理学家在谈到中国传统文化与西方文化时曾说,西方自然科学关于“规律”的观念和中国传统文化中的“理”是“同一个东西”。实际上,如果单从现象说似乎是的,然而细究起来则十分不同。自然科学的规律观念,主要反映的是自然界自我发展的性质,而中国传统文化中的理的观念,则主要是一种可持续发展的社会秩序。二者有共同的一面,这便是中国传统文化中关于天人合一的思想,在这种情况下,社会也可以被视为广义的自然界的一部分,并遵从自然规律。但是,二者也有诸多不同。一方面,自然规律本身并不就一定会导向平衡、稳定、有序、可持续发展,正如自然灾害也是自然规律的表现一样,自然界在人还没有产生之前就淘汰了许多物种。不能简单地认为只有人为的不遵守自然规律的行为才会导致破坏可持续发展问题,而认为自然规律就一定导致可持续发展。实际上,有可能导致地球灭亡的被人类通过科学才发现并形成的“核”力量,在许多星系上就现实地发生过或正发生着,但在那里根本就没有也不可能有人存在。可见,自然规律既有可能形成有序进化,也有可能自发走向毁灭。另一方面,自然规律并不现成的就是人类的社会秩序,列宁对此有深刻的认识,他在《哲学笔记》中指出,自然不会自动满足人,人必须用自己的实践来改变自然。列宁说几何公理如果违背了人的意志,人也会毫不犹豫地抛弃它。没有一种社会秩序是完全自然而然地从自然界产生的,相反,每一个社会秩序都是人类心智的结果。在这里,人类一经摆脱生物链,它势必要力图超越自然界。再一方面,自然规律本身在不同的人类社会情况下,会产生不同的结果。比如,核能既可以用来制造毁灭性的武器,也可以用来为人类提供强大的能源。显然,自然规律本身并不能作出有利于人类社会的选择。自然规律是有利于人类社会还是有害于人类社会,完全取决于人类社会对自然规律的认识和利用。由此可见,中国传统文化的理与西方自然科学的规律又不完全是“同一个东西”。西方文化的规律观主要是关注于自然规律的,而中国传统文化的理则主要是关注于社会的秩序与可持续发展的。对基因来说也是一样,首先它有一个规律问题,但同时,它也有一个社会问题。这也是为什么要创立基因伦理学的主要原因。 同时,基因伦理学也不会阻碍社会科学的发展,反而会进一步推进社会科学的辩证研究,也将大大有助于防范若干重大的社会问题。值得注意的是,随着基因技术的发展,“天才论”、“血统论”有可能灰复燃。“天才论”、“血统论”的问题在哲学史上由来已久,柏拉图在《理想国》中,就曾以金银铜等为血统论的合理性做了说明,这也在很长时期内存在于人类社会的历史中,而且至今存在于不同的人种间。但类似凡高、爱因斯坦等许多已被证明的“天才”,在基因上可能恰恰是有缺陷的。事实上,基因技术本身也很难造成各方面能力均衡的所谓什么方面都正常的人。