高三一輪復(fù)習(xí)基因工程ppt課件.ppt

選修3現(xiàn)代生物科技專題,第1講基因工程,一、基因工程的概念,生物體外,DNA分子,拼接,導(dǎo)入,基因產(chǎn)物,定向改造,基因重組,DNA重組,二、DNA重組技術(shù)的基本工具,黏性末端,原核生物,磷酸二酯鍵,磷酸二酯鍵,平末端,黏性末端,1限制酶與DNA連接酶的關(guān)系(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。(2)限制酶不切割自身DNA的原因：原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。,2與DNA分子相關(guān)的幾種酶比較,自我復(fù)制,目的基因,質(zhì)粒,選擇限制酶的注意事項,(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類所選的限制酶不能破壞目的基因。所選的限制酶不能全部破壞標記基因，至少要保留1個標記基因。切割質(zhì)粒的限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保具有相同的黏性末端。為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，可使用兩種不同的限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲可選擇用Pst和EcoR兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種限制酶的切點)。,1思考判斷(1)DNA連接酶可把目的基因與載體的黏性末端的堿基黏合，形成重組DNA。()(2)EcoliDNA連接酶既可以連接平末端，又可以連接黏性末端。()(3)Taq酶是用PCR儀對DNA分子擴增過程中常用的一種耐高溫的DNA連接酶。(),三、練習(xí),2下列有關(guān)限制性核酸內(nèi)切酶的敘述中正確的是()A用限制性核酸內(nèi)切酶切割一個DNA分子中部，獲得一個目的基因時，被水解的磷酸二酯鍵有2個B限制性核酸內(nèi)切酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越大CCATG和GGATCC序列被限制酶切出的黏性末端堿基數(shù)不同D只有用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的片段和質(zhì)粒，才能形成重組質(zhì)粒,B,3(2017年廣東對口升學(xué)模擬)限制性核酸內(nèi)切酶Mun和限制性核酸內(nèi)切酶EcoR的識別序列及切割位點分別是CAATTG和GAATTC。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中箭頭所指部位為限制性核酸內(nèi)切酶的識別位點，質(zhì)粒的陰影部分表示標記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是(),ABCD,A,4、大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答。,能夠自我復(fù)制,具有遺傳特性,DNA,DNA連接酶,標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇,能夠自我復(fù)制,具有遺傳特性,能夠自我復(fù)制,具有遺傳特性,能夠自我復(fù)制,具有遺傳特性,編碼蛋白質(zhì),基因文庫,mRNA反轉(zhuǎn)錄,DNA合成儀,PCR,2基因表達載體的構(gòu)建基因工程的核心(1)目的：使目的基因在受體細胞中_，并且可以_，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。(2)基因表達載體的組成,穩(wěn)定存在,遺傳給下一代,RNA聚合酶,轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄,目的基因,基因工程中的3個易錯點(1)基因表達載體載體：基因表達載體與載體相比增加了目的基因。(2)目的基因的插入位點不是隨意的：基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動子與終止子之間的部位，若目的基因插入到啟動子內(nèi)部，啟動子將失去其功能。(3)啟動子起始密碼子，終止子終止密碼子：啟動子和終止子位于DNA片段上，分別控制轉(zhuǎn)錄過程的啟動和終止；起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯過程的啟動和終止。,(3)構(gòu)建過程,同種限制酶,DNA連接,3將目的基因?qū)胧荏w細胞,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,顯微注射法,Ca2處理法,受精卵,4目的基因的檢測與鑒定,DNA分子雜交,分子雜交,抗原抗體雜交,抗性實驗,雜交帶,抗性,抗蟲、抗病接種實驗,是否抗蟲是否抗病,分子水平檢測,個體水平檢測,1思考判斷(1)基因表達載體中含有啟動子和終止密碼。()(2)如果某種生物的cDNA文庫中的某個基因與該生物的基因組文庫中的某個基因控制的性狀相同，則這兩個基因的結(jié)構(gòu)也完全相同。（）,2科學(xué)家將比目魚的抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)移到西紅柿細胞內(nèi)培育出“抗凍西紅柿”，在“目的基因的檢測與鑒定”環(huán)節(jié)，不需要進行的是A利用標記基因，將含有比目魚抗凍蛋白基因的西紅柿細胞篩選出來B利用分子探針，檢測“抗凍西紅柿”的DNA上是否插入了抗凍蛋白基因C利用相應(yīng)的抗體，檢測“抗凍西紅柿”細胞中是否形成抗凍蛋白質(zhì)D進行抗寒栽培實驗，檢測“抗凍西紅柿”是否能在寒冷環(huán)境中生存,A,C,3(2016年福建普高畢業(yè)班質(zhì)檢)為探究SHH基因與角化囊腫發(fā)生的相關(guān)性，科研人員利用SHH基因的非模板鏈轉(zhuǎn)錄合成的RNA作為探針，進行分子雜交實驗，以檢測SHH基因在角化囊腫中的表達情況。其基本流程如圖：(Amp表示氨芐青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表達),考向預(yù)測1：考查基因工程的操作過程,請回答：(1)重組載體中SHH基因轉(zhuǎn)錄合成RNA探針時，_(填“需要”或“不需要”)啟動子。(2)步驟中，用Ca2處理大腸桿菌，使之成為_細胞，然后導(dǎo)入重組載體。實驗中，用添加氨芐青霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，未導(dǎo)入質(zhì)粒的細菌將會死亡，原因是這些細菌不含有_基因。(3)將制備的探針加入角化囊腫切片中，探針將與_形成雜交帶，進而判斷SHH基因的轉(zhuǎn)錄情況。,需要,感受態(tài),Amp(或氨芐青霉素抗性或抗性),SHH轉(zhuǎn)錄的mRNA,4(2017年福建三明第一中學(xué)月考)絞股藍細胞中含有抗煙草花葉病毒(TMV)基因，可以合成一種抗TMV蛋白，葉片對TMV具有抗感染性。煙草是重要的經(jīng)濟作物，由于TMV的感染會導(dǎo)致大幅度減產(chǎn)。研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗TMV的煙草，主要流程如圖所示：,(1)科學(xué)家首先從絞股藍細胞中提取抗TMV基因轉(zhuǎn)錄的RNA，然后合成目的基因。圖中過程表示_，獲得的DNA必須在兩側(cè)添加_和_。(2)過程構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時，必須使用_和_兩種工具酶。(3)由圖分析，在過程構(gòu)建的重組Ti質(zhì)粒上應(yīng)該含有卡那霉素抗性基因作為_，重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入煙草體細胞的方法是_。(4)在過程培養(yǎng)基中除含有卡那霉素及植物必需的各種營養(yǎng)成分外，還必須添加_，以保證受體細胞能培養(yǎng)成再生植株。(5)過程可采取_的方法，檢測植株是否合成了抗TMV蛋白。在個體水平的鑒定過程中，可通過_的方法來確定植株是否具有抗性。,逆(反)轉(zhuǎn)錄,啟動子,終止子,限制酶,DNA連接酶,標記基因,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,植物激素,抗原抗體雜交,接種煙草花葉病毒,四、基因工程的應(yīng)用,抗逆,器官移植,五、蛋白質(zhì)工程1概念理解(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。(2)操作：_或基因合成。(3)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_。(4)目的：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對_進行分子設(shè)計。2蛋白質(zhì)工程的設(shè)計流程,基因修飾,新的蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),功能,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),氨,基酸序列,脫氧核,苷酸序列,3蛋白質(zhì)工程與基因工程的關(guān)系,1蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點是()A基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)B蛋白質(zhì)工程能對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)C蛋白質(zhì)工程可以不通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來實現(xiàn)D蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第三代基因工程,B,2、對天然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？，原因是_。,要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，最終還必須通過