Resumen de puntos de conocimiento para el examen final de biología del primer semestre de secundaria

8. Introducción a la ingeniería genética

(1) Concepto de ingeniería genética

Concepto estándar: "corte" artificial de moléculas de ADN fuera del cuerpo y "splicing" ", los genes de los organismos se modifican y recombinan, y luego se introducen en las células receptoras para la reproducción asexual, de modo que las células recombinantes se expresen en las células receptoras y produzcan los productos genéticos que necesitan los humanos.

Concepto popular: según los deseos de las personas, los genes individuales de un organismo se copian, modifican y transforman, y luego se colocan en las células de otro organismo para modificar direccionalmente los rasgos genéticos del organismo.

(2) Herramientas para la manipulación genética

A. Las tijeras de los genes: las endonucleasas de restricción (enzimas de restricción para abreviar).

①Distribución: Principalmente en microorganismos.

② Características funcionales: Especificidad, es decir, reconocer secuencias de nucleótidos específicas y cortar puntos de corte específicos.

③ Resultado: se producen puntas pegajosas (emparejamiento de bases complementario).

B. La costura de los genes: la ADN ligasa.

①Parte de conexión: enlace fosfodiéster, no enlace de hidrógeno.

② Resultado: Conexión de dos extremos adhesivos idénticos.

C. Carrier, la herramienta de transporte para trampas genéticas

① Función: Entregar genes extraños a las células receptoras.

②Requisitos: a. Puede replicarse en células huésped y almacenarse de manera estable. b. Tiene múltiples sitios de corte de enzimas de restricción.

c.Existen ciertos genes marcadores.

③Tipos: plásmidos, fagos y virus animales y vegetales.

④Características de los plásmidos: Los plásmidos son los portadores más utilizados en ingeniería genética.

(3) Pasos básicos de la manipulación genética

A. Extraer el gen diana

Concepto de gen diana: genes específicos que las personas necesitan, como el gen de la insulina humana. genes de resistencia a insectos, genes de resistencia a enfermedades, genes de interferón, etc.

Método de extracción:

B. Combinación de gen objetivo y portador.

Utilice la misma enzima de restricción para cortar el gen objetivo y el ADN plasmídico (vector) respectivamente, para que produzca el mismo extremo pegajoso, mezcle el gen diana escindido con el plásmido escindido y agregue una cantidad adecuada de ADN ligasa para formar una molécula de ADN recombinante (plásmido recombinante)

C. Introducción del gen en el receptor células

Células receptoras comúnmente utilizadas: Escherichia coli, Bacillus subtilis, Agrobacterium tumefaciens, levaduras, células animales y vegetales

D. Detección y expresión de genes diana

El método de detección es el siguiente: las células de E. coli con genes de resistencia a los antibióticos en el plásmido se colocan en los antibióticos correspondientes. Si crecen normalmente, significa que las células contienen el plásmido recombinante.

Expresión: Las células receptoras muestran rasgos específicos, lo que indica que el gen diana ha completado el proceso de expresión. Por ejemplo: después de que el gen del algodón resistente a los insectos se introduce en las células del algodón, los gusanos de la cápsula mueren cuando comen las hojas del algodón; después de que el gen de la insulina se introduce en E. coli, se puede sintetizar insulina, etc.

(4) Logros y perspectivas de desarrollo de la ingeniería genética A. Ingeniería genética y medicina y salud B. Ingeniería genética y agricultura, ganadería e industria alimentaria

C. Ingeniería genética y protección del medio ambiente

Puntos de memoria:

1. Las características que debe poseer un portador son: la capacidad de replicarse y almacenarse de manera estable en las células huésped y tener múltiples sitios de corte de enzimas de restricción para; facilitar la interacción con fuentes extrañas. conexión genética; tener ciertos genes marcadores para facilitar la detección. El plásmido es el portador más utilizado en ingeniería genética. Existe en muchas bacterias, levaduras y otros organismos. Es una pequeña molécula de ADN circular que puede replicarse de forma independiente.

2. Los pasos generales de la ingeniería genética incluyen: ① Extraer el gen diana ② Combinar el gen diana con el portador ③ Introducir el gen diana en las células receptoras ④ Detección y expresión del gen diana.

3. Una vez que las moléculas de ADN recombinante entran en las células receptoras, estas deben mostrar características específicas para indicar que el gen diana ha completado el proceso de expresión.

4. Distinguir y comprender los vectores de uso común y las células receptoras de uso común. Los vectores de uso común actualmente incluyen: plásmidos, fagos, virus animales y vegetales, etc. Las células receptoras de uso común en la actualidad incluyen Escherichia coli y subtilis. , Agrobacterium, levaduras, células animales y vegetales, etc.

5. El diagnóstico genético utiliza moléculas de ADN marcadas con isótopos radiactivos, moléculas fluorescentes, etc. como sondas, y utiliza el principio de hibridación molecular del ADN para identificar la información genética de la muestra que se está analizando para lograr el propósito de detectar enfermedades.

6. La terapia génica consiste en introducir genes extraños sanos en células con defectos genéticos para conseguir el propósito de tratar enfermedades.

9. Evolución biológica

(1) El contenido de la teoría de la selección natural es: sobrereproducción, lucha por la supervivencia, variación genética y supervivencia del más apto.

(2) Especie: se refiere a un grupo de individuos que se distribuyen en un área natural determinada, tienen ciertas estructuras morfológicas y funciones fisiológicas, y pueden aparearse y reproducirse entre sí en estado natural, y pueden producir descendencia fértil.

Población: se refiere a un grupo de individuos de una misma especie que viven en un mismo lugar.

Acervo genético de una población: conjunto de genes contenidos en todos los individuos de una población.

(3) El punto de vista básico de la teoría moderna de la evolución biológica: la población es la unidad básica de la evolución biológica, y la esencia de la evolución biológica radica en el cambio de la frecuencia de los genes de la población. La mutación y la recombinación genética, la selección natural y el aislamiento son los tres eslabones básicos del proceso de especiación. A través de su efecto combinado, las poblaciones se diferencian y, en última instancia, conducen a la formación de nuevas especies.

(4) La mutación y la recombinación genética producen las materias primas para la evolución biológica. La selección natural provoca cambios direccionales en la frecuencia genética de la población y determina la dirección de la evolución biológica. de nuevas especies (un signo de aislamiento reproductivo) la formación de nuevas especies).

La base de la teoría moderna de la evolución biológica: la teoría de la selección natural.

Puntos para recordar:

1. El proceso de evolución biológica es esencialmente el proceso de cambios en la frecuencia de genes de la población.

2. La visión básica de la teoría moderna de la evolución biológica con la teoría de la selección natural como núcleo es que la población es la unidad básica de la evolución biológica, y la esencia de la evolución biológica radica en el cambio de genes de la población. frecuencia. La mutación y la recombinación genética, la selección natural y el aislamiento son los tres eslabones básicos del proceso de especiación. A través de su efecto combinado, las poblaciones se diferencian y, en última instancia, conducen a la formación de nuevas especies.

3. El aislamiento se refiere al fenómeno de que genes entre individuos de diferentes poblaciones de una misma especie no pueden intercambiarse libremente en condiciones naturales. Incluyendo el aislamiento geográfico y el aislamiento reproductivo. Su función es bloquear el intercambio genético entre poblaciones, haciendo que la frecuencia genética de la población se desarrolle en diferentes direcciones a través de la selección natural. Es una condición necesaria y un vínculo importante para la formación de especies.

4. La diferencia entre especiación y evolución biológica: La evolución biológica se refiere al desarrollo y cambios de una misma especie de organismos. El tiempo puede ser largo o corto, y el grado de cambio en los rasgos varía. cambio en la frecuencia de los genes, independientemente del tamaño del cambio. De cualquier manera, todo cae dentro del alcance de la evolución. La formación de especies sólo puede establecerse cuando los cambios en la frecuencia de los genes traspasan los límites de las especies para formar un aislamiento reproductivo.

5. Cada célula de un organismo contiene un conjunto completo de material genético de la especie y todos los genes necesarios para convertirse en un individuo completo.

6. En los organismos vivos, las células no muestran totipotencia, sino que se diferencian en diferentes tejidos y órganos. Esto es el resultado de la expresión selectiva de genes en condiciones temporales y espaciales específicas.