級復(fù)習(xí)基因工程課時1

1、專題一專題一 基因工程基因工程復(fù)習(xí)（第復(fù)習(xí)（第1課時）課時）復(fù)習(xí)目標(biāo)復(fù)習(xí)目標(biāo)1.能夠說出基因工程的概念能夠說出基因工程的概念2.能夠能夠說出基因工程基本工具各自的作用和特點說出基因工程基本工具各自的作用和特點3.能分析基能分析基因工程的應(yīng)用實例：因工程的應(yīng)用實例： 簡述簡述乳房生物反應(yīng)器乳房生物反應(yīng)器的操作過程的操作過程 說出用說出用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體面臨的難體面臨的難題和解決辦法。題和解決辦法。4.掌握掌握蛋白質(zhì)工程的概念和基本原理。蛋白質(zhì)工程的概念和基本原理。 說出蛋白質(zhì)工程的流程圖。說出蛋白質(zhì)工程的流程圖。 嘗試比較基因工程和蛋白質(zhì)工程的異同。嘗試比較基因

2、工程和蛋白質(zhì)工程的異同。 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱1.說說出基因工程的概出基因工程的概念和原理念和原理2.說說出基因工程基本工具各自的作用和特點出基因工程基本工具各自的作用和特點3.簡述簡述乳房生物反應(yīng)器乳房生物反應(yīng)器的操作過程的操作過程； 說說出用出用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體時體時面面臨的難臨的難題和解決辦法。題和解決辦法。4.說出說出 蛋蛋白質(zhì)工程的概念和基本原理。白質(zhì)工程的概念和基本原理。 畫畫出出蛋白質(zhì)工程的流程圖。蛋白質(zhì)工程的流程圖。 嘗試比較基因工程和蛋白質(zhì)工程的異同。嘗試比較基因工程和蛋白質(zhì)工程的異同?；蚬こ痰膭e名基因工程的別名基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或dn

3、a重組技術(shù)重組技術(shù)操作環(huán)境操作環(huán)境操作對象操作對象操作水平操作水平原原 理理結(jié)結(jié) 果果生物體外生物體外基基 因因dna分子水平分子水平基因重組基因重組一、基因工程概念的剖析一、基因工程概念的剖析定向地改造生物的遺傳性狀，定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。獲得人類所需要的品種。二、基因工程的基本工具二、基因工程的基本工具 “分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶dnadna連接酶連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子縫合針分子縫合針”“分子運輸車分子運輸車”1 1、“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”切點：切點：主要在原核生物中主要在原核生物中分布：分布：特點

4、：特點：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵特異性，特異性，一種一種限制酶只能識別雙鏈限制酶只能識別雙鏈dnadna分分子的子的某種特定核苷酸序列某種特定核苷酸序列，并在，并在特定的位特定的位點點上切割上切割dnadna分子。分子。ecoecorr限制酶只識別限制酶只識別gaattcgaattc，并在，并在gaga間切割間切割smasma限制酶只識別限制酶只識別cccgggcccggg，并在，并在gcgc間切割。間切割。例如：例如：限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶( (簡稱限制酶簡稱限制酶) )磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵8限制酶的識別序列限制酶的識別序列回文序列回文序列ct tcatgaattccgtacccggg

5、cctaa gaagtacttaaggcatgggcccggatt ecorecor限制酶限制酶酶切位點酶切位點ggcatgggaattccgtaccccttcatg gaagtacttaasmasma限制酶限制酶酶切位點酶切位點 gggcctaa cccggatt1 1）種類：）種類：2 2）作用：）作用：e ecoli dnacoli dna連接酶連接酶t t4 4 dna dna連接酶連接酶2 2、 dnadna連接酶連接酶“分子縫合針分子縫合針”（黏性末端）（黏性末端）（黏性末端和平末端）（黏性末端和平末端）關(guān)于幾種酶的歸納總結(jié)關(guān)于幾種酶的歸納總結(jié)名稱名稱作用作用參與生理過程及應(yīng)參與生

6、理過程及應(yīng)用用連接酶連接酶連接兩個片段連接兩個片段基因工程基因工程限制性核限制性核酸內(nèi)切酶酸內(nèi)切酶從特定位點（特異性的）切割從特定位點（特異性的）切割某種特定的脫氧核苷酸序列某種特定的脫氧核苷酸序列聚合酶聚合酶在脫氧核苷酸鏈上添加單個脫在脫氧核苷酸鏈上添加單個脫氧核苷酸氧核苷酸復(fù)制復(fù)制聚合酶聚合酶在核糖核苷酸鏈上添加單個核在核糖核苷酸鏈上添加單個核糖核苷酸糖核苷酸轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄解旋酶解旋酶使堿基間的氫鍵斷裂形成單脫使堿基間的氫鍵斷裂形成單脫氧核苷酸鏈氧核苷酸鏈復(fù)制及轉(zhuǎn)錄復(fù)制及轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶以為模板合成以為模板合成逆轉(zhuǎn)錄，基因工程逆轉(zhuǎn)錄，基因工程深度拓展深度拓展 知識延伸知識延伸基因的載體基因的

7、載體質(zhì)粒，噬菌體，動植物病毒等。質(zhì)粒，噬菌體，動植物病毒等。3、“分子運輸車分子運輸車”載體必須具備的條件：載體必須具備的條件：載體的作用：載體的作用：1 1）將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。）將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。2 2）在受體細(xì)胞內(nèi)能穩(wěn)定遺傳和表達(dá)。）在受體細(xì)胞內(nèi)能穩(wěn)定遺傳和表達(dá)。常用的載體有：常用的載體有：三、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物三、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物-動物動物乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器獲取目的基因獲取目的基因（藥用蛋白基因）（藥用蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體（在藥用蛋白基因前在藥用蛋白基因前加乳腺蛋白基因的啟加乳腺蛋白基因的啟動子動子）顯微注射導(dǎo)入顯微注射導(dǎo)入哺

8、乳動物受精哺乳動物受精卵中卵中形成早期形成早期胚胎胚胎將胚胎送入母體動將胚胎送入母體動物物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性動物個體發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性動物個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）分析分析1、轉(zhuǎn)基因植物的培育應(yīng)用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)和植、轉(zhuǎn)基因植物的培育應(yīng)用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)物組織培養(yǎng)技術(shù)分析分析2、轉(zhuǎn)基因動物的培育除了應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，還可能、轉(zhuǎn)基因動物的培育除了應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，還可能用到體外受精技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、核移植技術(shù)、早用到體外受精技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)期胚胎培養(yǎng)技術(shù)1、基因工程的應(yīng)用、基因工程的應(yīng)用（1

9、）基因工程的實質(zhì)：將一種生物的）基因工程的實質(zhì)：將一種生物的 轉(zhuǎn)移到另轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的 ，進(jìn)而表現(xiàn)出新的進(jìn)而表現(xiàn)出新的 。（2）基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)自然界已存）基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的在的 。2、天然蛋白質(zhì)的不足、天然蛋白質(zhì)的不足 天然蛋白質(zhì)是生物在長期天然蛋白質(zhì)是生物在長期 過程中形成的，過程中形成的，它們的它們的 符合特定物種符合特定物種 的需要，卻不的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。3、蛋白質(zhì)工程的目的、蛋白質(zhì)工程的目的 生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的

10、需要的生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的需要的 。四、蛋白質(zhì)工程四、蛋白質(zhì)工程1、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因基因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)性狀性狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)進(jìn)化進(jìn)化結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)和功能生存生存蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2 2、蛋白質(zhì)工程的基本原理、蛋白質(zhì)工程的基本原理1、目標(biāo)：根據(jù)人們對、目標(biāo)：根據(jù)人們對 功能的特定需功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的求，對蛋白質(zhì)的 進(jìn)行分子設(shè)計。進(jìn)行分子設(shè)計。2、原理：改造基因（基因、原理：改造基因（基因 或基或基因因 ） 。3、實質(zhì)、實質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)修飾修飾合成合成蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是對編碼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是對編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造的基因進(jìn)行改造3 3、蛋白質(zhì)工程流

11、程圖、蛋白質(zhì)工程流程圖1.從預(yù)期的蛋白質(zhì)從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能功能出發(fā)出發(fā)2.設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)3.推測應(yīng)有的推測應(yīng)有的氨基酸氨基酸序列序列4.找到相應(yīng)的找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列脫氧核苷酸序列(即基因即基因)板書：用干擾素例子，反推過程。 第4步后接著做什么？基因基因dna dna mrna mrna 氨基酸序列氨基酸序列多肽鏈多肽鏈 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 翻譯翻譯 折疊折疊 生物功能生物功能 預(yù)期功能預(yù)期功能 分子分子設(shè)計設(shè)計 dnadna合成合成 以中心法則為原理和線索以中心法則為原理和線索 蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程 比較：基因工程和蛋白質(zhì)工程比較：基因工程和

12、蛋白質(zhì)工程基因工程基因工程蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程相同點相同點都要改造基因，都屬于分子水平都要改造基因，都屬于分子水平產(chǎn)生新的產(chǎn)生新的基因型，無新基因基因型，無新基因基因（型）基因（型）產(chǎn)生的蛋白質(zhì)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)原有的原有的可以是新的可以是新的聯(lián)系聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎(chǔ)，是基因工程的應(yīng)用和延伸；前者可是基因工程的應(yīng)用和延伸；前者可為后者修飾、改造酶為后者修飾、改造酶例例1.下列敘述符合基因工程概念的是下列敘述符合基因工程概念的是( ) a.b淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞中含有中含有b淋巴細(xì)胞中的抗體基因淋巴細(xì)胞中的抗體基

13、因 b.將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干桿菌，獲得能產(chǎn)生人干 擾素的菌株擾素的菌株 c.用紫外線照射青霉菌，使其用紫外線照射青霉菌，使其dna發(fā)生改變，發(fā)生改變，通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株 d.自然界中天然存在的噬菌體自然界中天然存在的噬菌體自行感染自行感染細(xì)菌細(xì)菌后其后其dna整合到細(xì)菌整合到細(xì)菌dna上上b典例精練典例精練例例2.以下說法正確的是以下說法正確的是 （ ） a、所有的限制酶只能識別一種特定的核、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列苷酸序列 b、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體、質(zhì)粒是基因工程

14、中唯一的運載體 c、運載體必須具備的條件之一是：具有、運載體必須具備的條件之一是：具有一個或多個限制酶切點，以便與外源基因連一個或多個限制酶切點，以便與外源基因連接接 d、dna連接酶使黏性末段的堿基之間形連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵成氫鍵c典例精練典例精練(1)根據(jù)已知條件和圖回答：根據(jù)已知條件和圖回答：上述質(zhì)粒用限制酶上述質(zhì)粒用限制酶 切割，切割， 目的基因用限制酶目的基因用限制酶 切割。切割。例例3、已知、已知限制酶限制酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是ggatcc,限制酶限制酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是gatc。 課堂小結(jié)課堂小結(jié)例例4(2010江蘇生物，江蘇生物，

15、27)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖點，圖1、圖、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：限制酶限制酶bamhhindecorsma識別序列及識別序列及切割位點切割位點ggatc cc ctaggaagct tt tcgaagaatt cc ttaagcccggggggccc典例精練典例精練(1)(1)用圖中的質(zhì)粒和外源用圖中的質(zhì)粒和外源dnadna構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用sma sma 切割，原因是切割，原因是_ _ 。(2)(2)與只使用與只使用ecore

16、cor相比較，使用相比較，使用bmahbmah和和hindhind兩種限兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源制酶同時處理質(zhì)粒、外源dnadna的優(yōu)點在于可以防止的優(yōu)點在于可以防止_ _ sma會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源dna中的目的基因中的目的基因 質(zhì)粒和含目的基因的外源質(zhì)粒和含目的基因的外源dna片段自身環(huán)化片段自身環(huán)化也即：用同種限制酶切割后的質(zhì)粒和目的基因，在基因表達(dá)載體構(gòu)建時，也即：用同種限制酶切割后的質(zhì)粒和目的基因，在基因表達(dá)載體構(gòu)建時，常形成三種連接方式，其中目的基因與目的基因的連接、質(zhì)粒與質(zhì)粒的連接常形成三種連接方式，其中目的基因與目的基因的連接、質(zhì)粒與質(zhì)粒的連

17、接是無效的連接，用兩種限制酶可避免此類現(xiàn)象（是無效的連接，用兩種限制酶可避免此類現(xiàn)象（即自身環(huán)化即自身環(huán)化）(3)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入并加入_酶。酶。(4)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_ 。dna連接連接鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞 （作用：連接脫氧核糖和磷酸）（作用：連接脫氧核糖和磷酸）進(jìn)一步鞏固考查目標(biāo)進(jìn)一步鞏固考查目標(biāo)3歸納：歸納：基因工程的基本步驟及其應(yīng)用基因工程的基本步驟及其應(yīng)用3.3.基因工程中基因工程中, ,需使用的限制

18、酶切割目的基因和質(zhì)粒需使用的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒, , 便于重組和篩選。已知便于重組和篩選。已知限制酶限制酶的識別序列和切的識別序列和切 點是點是gggatcc,gatcc,限制酶限制酶的識別序列和切點的識別序列和切點 是是gatcgatc。(1)根據(jù)已知條件和圖回答：根據(jù)已知條件和圖回答：上述質(zhì)粒用限制酶上述質(zhì)粒用限制酶 切割，切割， 目的基因用限制酶目的基因用限制酶 切割。切割。已知已知限制酶限制酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是ggatcc,限制酶限制酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是gatc。 將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處, ,還

19、要還要 加入適量的加入適量的 。 請指出質(zhì)粒上至少要有一個標(biāo)記基因的理由：請指出質(zhì)粒上至少要有一個標(biāo)記基因的理由： 。 (2)(2)不同生物的基因可以拼接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是不同生物的基因可以拼接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是 。 (3)(3)大腸桿菌是首先成功表達(dá)外源基因的宿主菌大腸桿菌是首先成功表達(dá)外源基因的宿主菌, , 但不能表達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)但不能表達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì), ,哺乳類細(xì)胞、昆蟲哺乳類細(xì)胞、昆蟲dna連接酶連接酶 檢測重組質(zhì)檢測重組質(zhì) 粒粒(或目的基因或目的基因)是否導(dǎo)入受體細(xì)胞是否導(dǎo)入受體細(xì)胞 dna結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 基本相同基本相同 細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)雖然能表達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的哺乳類細(xì)胞細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)雖然能表達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)

20、雜的哺乳類細(xì)胞 蛋白蛋白, ,但操作復(fù)雜但操作復(fù)雜, ,表達(dá)水平低表達(dá)水平低, ,不易推廣使用。基不易推廣使用。基 因工程中常選用酵母菌作為受體細(xì)胞因工程中常選用酵母菌作為受體細(xì)胞, ,請從細(xì)胞結(jié)請從細(xì)胞結(jié) 構(gòu)等方面分析用構(gòu)等方面分析用酵母菌作受體細(xì)胞能克服上述不酵母菌作受體細(xì)胞能克服上述不 足的理由：足的理由： 。 單細(xì)胞真核生物單細(xì)胞真核生物,含有加工、修飾蛋白質(zhì)的內(nèi)含有加工、修飾蛋白質(zhì)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體質(zhì)網(wǎng)和高爾基體;繁殖速度快繁殖速度快,能很快得到大量的目的基因能很快得到大量的目的基因;培養(yǎng)成本低培養(yǎng)成本低;容易培養(yǎng)。容易培養(yǎng)。 1.用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述用

21、基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述 不正確的是不正確的是 （ ） a.常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒 b.導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá) c.dna連接酶和連接酶和 rna聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶 d.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)?？捎煤股氐呐囵B(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒 c達(dá)標(biāo)檢測達(dá)標(biāo)檢測3.下列關(guān)于基因工程的敘述，錯誤的是（下列關(guān)于基因工程的敘述，錯誤的是（ ） a.目的基因和受體細(xì)胞均可來自動、植物或微生物

22、目的基因和受體細(xì)胞均可來自動、植物或微生物 b.限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶和dna連接酶是兩類常用的工具酶連接酶是兩類常用的工具酶 c.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性 d.載體上的抗性基因有利于篩選含重組載體上的抗性基因有利于篩選含重組dna的細(xì)胞和促進(jìn)的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)目的基因的表達(dá)d4.4.如圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程如圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程, ,據(jù)圖據(jù)圖 回答：回答： (1)(1)在基因工程中在基因工程中,ab,ab為為 技術(shù)技術(shù), ,利用利用 的原理是的原理是 , ,其中為其中為 過