選修三基因工程一輪復(fù)習(xí)優(yōu)秀課件

1、基因工程專題復(fù)習(xí)基因工程專題復(fù)習(xí) 基因工程基因工程，通俗地說，就是按照人們的意愿，把一，通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種種生物的某種基因基因提取出來，加以提取出來，加以修飾改造修飾改造，然后放，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，到另一種生物的細(xì)胞里，定向地定向地改造生物的遺傳性狀。改造生物的遺傳性狀?；蚬こ痰母拍罨蚬こ痰母拍罨蚬こ痰膭e名基因工程的別名操作環(huán)境操作環(huán)境原理原理基本過程基本過程優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)目的目的dnadna重組技術(shù)或重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù)生物體外生物體外基因重組基因重組人類需要的生物類型和生物產(chǎn)品人類需要的生物類型和生物產(chǎn)品定向改造性狀、打破物種界限定向改造

2、性狀、打破物種界限剪切剪切拼接拼接導(dǎo)入導(dǎo)入檢測(cè)表達(dá)檢測(cè)表達(dá) dnadna重組技術(shù)重組技術(shù)的基本工具的基本工具“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”-“分子縫合針分子縫合針”-“分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車”-限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶dnadna連接酶連接酶載體載體 dnadna重組技術(shù)重組技術(shù)的基本工具的基本工具黏性末端黏性末端平末端平末端可用于目的基因和載體的切割可用于目的基因和載體的切割一、一、 限制酶限制酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀” a t磷磷酸酸二二酯酯鍵鍵1234512345黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端ecoriecori限制酶的切割限制酶的切割 被限制酶切開的被限制酶切開的dna兩條單鏈的切口

3、，帶有幾兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)個(gè)伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他們之他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫切口叫黏性末端黏性末端。平末端平末端平末端平末端smaismai限制酶的切限制酶的切割割當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的的dnadna兩條單鏈的兩條單鏈的切口，是平整的切口，是平整的，這樣的切，這樣的切口叫口叫平末端平末端。 例例1.1.下列有關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶的描下列有關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的是述，錯(cuò)誤的是 ( ( ) ) a a一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的

4、脫氧核苷酸序列氧核苷酸序列 b b限制性內(nèi)切酶的活性受溫度影響限制性內(nèi)切酶的活性受溫度影響 c c限制性內(nèi)切酶能識(shí)別和切割限制性內(nèi)切酶能識(shí)別和切割rnarna d d限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取c1 1、種類：、種類：2 2、作用部位：、作用部位：e ecolicoli dna dna連接酶連接酶t t4 4 dna dna連接酶連接酶磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 二、二、 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）兩兩dnadna片段要具有片段要具有互補(bǔ)互補(bǔ)的黏性末端的黏性末端才能拼起來才能拼起來d

5、nadna連接酶的縫合作用連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的可把黏性末端之間的縫隙縫隙“縫合縫合”起來起來，dnadna連接酶與連接酶與dnadna聚合酶是一回事嗎？聚合酶是一回事嗎？a a t t ga a t t gc ca aa at tt ta aa at tt tdna聚合酶聚合酶dna聚合酶聚合酶dna聚合酶聚合酶dna聚合酶聚合酶dna聚合酶聚合酶dna聚合酶的作用聚合酶的作用dna連接酶連接酶dna聚合酶聚合酶相相同同點(diǎn)點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不不同同點(diǎn)點(diǎn)模板模板作用對(duì)象作用對(duì)象 作用結(jié)果作用結(jié)果用途用途都能催化形成都能催化形成磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)都是蛋白質(zhì)

6、不需要不需要需要需要形成完整的重形成完整的重組組dna分子分子形成形成dna的一條的一條鏈鏈基因工程基因工程dna復(fù)制復(fù)制dna連接酶與連接酶與dna聚合酶的比較聚合酶的比較在兩個(gè)兩個(gè)dnadna片片段之間段之間形成磷酸二酯鍵將單個(gè)脫氧核苷酸加將單個(gè)脫氧核苷酸加到已存在的核酸片段到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵上，形成磷酸二酯鍵與與dnadna有關(guān)的酶有關(guān)的酶種類種類項(xiàng)目項(xiàng)目限制酶限制酶dna連接連接酶酶dna聚合聚合酶酶解旋酶解旋酶作用底物作用底物dna分子分子dna分子分子片段片段脫氧核苷脫氧核苷酸酸dna分子分子作用部位作用部位磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵磷酸二酯磷酸二酯

7、鍵鍵堿基對(duì)間堿基對(duì)間的氫鍵的氫鍵作用結(jié)果作用結(jié)果形成黏性形成黏性末端或平末端或平末端末端形成重組形成重組dna分子分子形成新的形成新的dna分子分子形成單鏈形成單鏈dna分子分子1下圖為下圖為dna分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、dna聚合酶、聚合酶、dna連接酶、解旋酶作用的正確順序是連接酶、解旋酶作用的正確順序是()a bc dc三、三、載體載體“分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車”1 1、載體的作用、載體的作用將將 轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。目的基因目的基因2 2、常用的載體、常用的載體 質(zhì)粒

8、、質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒3 3、作為載體必須具備的條件、作為載體必須具備的條件 能在宿主細(xì)胞內(nèi)能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存穩(wěn)定保存并大量并大量復(fù)制復(fù)制； 有有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn), ,以便于與外源以便于與外源 基因連接；基因連接； 有特殊的遺傳有特殊的遺傳標(biāo)記基因標(biāo)記基因, ,供重組供重組dnadna的檢測(cè)和鑒定的檢測(cè)和鑒定有標(biāo)記基因的存有標(biāo)記基因的存在，可用含青霉在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。素的培養(yǎng)基鑒別。有切割位點(diǎn)有切割位點(diǎn)能復(fù)制并帶著能復(fù)制并帶著插入的目的基插入的目的基因一起復(fù)制因一起復(fù)制質(zhì)粒質(zhì)粒裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)

9、菌裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)菌擬核擬核dnadna之外之外，并具有并具有自我復(fù)制能力自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀的很小的雙鏈環(huán)狀dnadna分子。分子。最常用運(yùn)載體最常用運(yùn)載體質(zhì)粒質(zhì)粒 典例典例1.1.下列關(guān)于染色體和質(zhì)粒的敘述，正確的是下列關(guān)于染色體和質(zhì)粒的敘述，正確的是( () ) a a染色體和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)都是染色體和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)都是dnadna b b染色體和質(zhì)粒都只存在于原核細(xì)胞中染色體和質(zhì)粒都只存在于原核細(xì)胞中 c c染色體和質(zhì)粒都與生物的遺傳有關(guān)染色體和質(zhì)粒都與生物的遺傳有關(guān) d d染色體和質(zhì)粒都可作為基因工程的常用載體染色體和質(zhì)粒都可作為基因工程的常用載體c二、基因工程的

10、基本操作程序二、基因工程的基本操作程序編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游編碼區(qū)下游編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì)調(diào)控遺傳信息的表達(dá)調(diào)控遺傳信息的表達(dá)（調(diào)控程序）（調(diào)控程序）aatgtgcacgtagttagttacacgtgcatcaatc啟動(dòng)子啟動(dòng)子終止子終止子知識(shí)點(diǎn)一：基因的結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)一：基因的結(jié)構(gòu)1.1.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)啟動(dòng)子啟動(dòng)子終止子終止子 啟動(dòng)子：?jiǎn)?dòng)子：位于基因首端一段能與位于基因首端一段能與rnarna聚合酶結(jié)合聚合酶結(jié)合并能并能起始起始mrnamrna合成的序列。沒有啟動(dòng)子，基因就不能轉(zhuǎn)錄。合成的序列。沒有啟動(dòng)子，基因就不能轉(zhuǎn)

11、錄。 rna rna聚合酶聚合酶: :能夠識(shí)別能夠識(shí)別啟動(dòng)子上的結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子上的結(jié)合位點(diǎn)并與其結(jié)合并與其結(jié)合的一種蛋白質(zhì)的一種蛋白質(zhì). . 終止子：終止子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的dnadna片斷，片斷，它能阻礙它能阻礙rnarna聚合酶的移動(dòng)，并使其從聚合酶的移動(dòng)，并使其從dnadna模板鏈上脫模板鏈上脫離下來，使離下來，使轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止。編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動(dòng)子啟動(dòng)子終止子終止子外顯子外顯子內(nèi)含子內(nèi)含子編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì)2 2. .真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子 不

12、能編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子不能編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子內(nèi)含子：內(nèi)含子： 外顯子：外顯子： rnarna聚合酶聚合酶結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)原核細(xì)胞原核細(xì)胞真核細(xì)胞真核細(xì)胞不同點(diǎn)不同點(diǎn)編碼區(qū)是編碼區(qū)是_的的編碼區(qū)是間隔的、編碼區(qū)是間隔的、_的的相同點(diǎn)相同點(diǎn)都由能夠編碼蛋白質(zhì)的都由能夠編碼蛋白質(zhì)的_和具有和具有調(diào)控作用的調(diào)控作用的_區(qū)組成的區(qū)組成的3.3.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較連續(xù)連續(xù)不連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼非編碼知識(shí)點(diǎn)二：基因工程基本操作的四個(gè)步驟知識(shí)點(diǎn)二：基因工程基本操作的四個(gè)步驟1 1、目的基因的獲取、目的基因的獲取2 2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因

13、表達(dá)載體的構(gòu)建3 3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4 4、目的基因的檢測(cè)與鑒定、目的基因的檢測(cè)與鑒定1 1、目的基因主要是、目的基因主要是_編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因2 2、獲取目的基因的常用方法：、獲取目的基因的常用方法：（1 1）從基因文庫(kù)中獲?。幕蛭膸?kù)中獲?。? 2）利用）利用pcrpcr技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增（3 3）人工合成）人工合成一、目的基因的獲取一、目的基因的獲取 將含有某種生物不同基因的許多將含有某種生物不同基因的許多dna片斷片斷，導(dǎo)入到，導(dǎo)入到中，中，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因，稱為基因文庫(kù)

14、基因文庫(kù)基因文庫(kù)基因文庫(kù) 基因組文庫(kù)基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)部分基因文庫(kù)（cdna文庫(kù)文庫(kù)）提取某種生物的全部提取某種生物的全部dnadna用適當(dāng)?shù)南拗泼盖杏眠m當(dāng)?shù)南拗泼盖幸欢ù笮〉囊欢ù笮〉膁nadna片段片段將將dnadna片段與載體連接片段與載體連接導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存基因組文庫(kù)基因組文庫(kù)1 1. . 基因文庫(kù)的構(gòu)建方法基因文庫(kù)的構(gòu)建方法（1 1）直接分離法）直接分離法( (鳥槍法鳥槍法) )某種生物的單鏈某種生物的單鏈mrnamrna單鏈互補(bǔ)單鏈互補(bǔ)dnadna雙鏈雙鏈cdnacdna片段片段導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存與載體連接與載體連接cdnacdna文庫(kù)文庫(kù)反（逆）

15、轉(zhuǎn)錄酶反（逆）轉(zhuǎn)錄酶dnadna聚合酶聚合酶（2 2）反轉(zhuǎn)錄法）反轉(zhuǎn)錄法基因組基因組dnadna文庫(kù)文庫(kù)cdnacdna文庫(kù)文庫(kù)2. 2. 基因組基因組dnadna文庫(kù)與文庫(kù)與cdnacdna文庫(kù)比較文庫(kù)比較2. 2. 基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)的比較基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)的比較小小大大無(wú)無(wú)有有無(wú)無(wú)有有某種生物的部分基因某種生物的部分基因 某種生物的全部基因某種生物的全部基因可以可以部分基因可以部分基因可以 概念：概念：pcrpcr全稱為全稱為_，是一項(xiàng)，是一項(xiàng) 在生物在生物_復(fù)制復(fù)制_的核酸合成技術(shù)。的核酸合成技術(shù)。 前提條件：前提條件：_； 原料：原料：_、_ _ 、 _、 _。原理：原理

16、：_聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外體外特定特定dnadna片段片段dnadna復(fù)制復(fù)制已知基因的核苷酸序列已知基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸dnadna引物引物熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定dnadna聚合酶聚合酶模板模板dnadna過程：過程：a a、變性、變性（90-9590-95）：雙鏈）：雙鏈dnadna模板模板 在熱作用下，在熱作用下，_斷裂，形成斷裂，形成_b b、復(fù)性、復(fù)性（復(fù)性復(fù)性55-6055-60）：系統(tǒng)溫度降低，引）：系統(tǒng)溫度降低，引 物與物與dnadna模板結(jié)合，形成局部模板結(jié)合，形成局部_。 c c、延伸、延伸（70-7570-75）：在）：在taqtaq酶的作用下，酶

17、的作用下，合成與模板互補(bǔ)的合成與模板互補(bǔ)的_。 氫鍵氫鍵單鏈單鏈dnadna雙鏈雙鏈dnadna鏈鏈變性、退火、延伸三步曲變性、退火、延伸三步曲變性：變性：加熱至加熱至90909595雙鏈雙鏈dnadna解鏈成解鏈成為單鏈為單鏈dnadna退火：退火：冷卻至冷卻至55556060部分引物與模部分引物與模板的單鏈板的單鏈dnadna的特定的特定互補(bǔ)部位相配對(duì)和互補(bǔ)部位相配對(duì)和結(jié)合結(jié)合延伸：延伸：加熱至加熱至70707575以目的基因?yàn)橐阅康幕驗(yàn)槟０?，合成互補(bǔ)的模板，合成互補(bǔ)的新新dnadna鏈鏈變性變性退火退火延伸延伸pcr技術(shù)擴(kuò)增與技術(shù)擴(kuò)增與dna復(fù)制的比較復(fù)制的比較pcrpcr技術(shù)技術(shù)dn

18、adna復(fù)制復(fù)制相相同同點(diǎn)點(diǎn)原理原理原料原料條件條件不不同同點(diǎn)點(diǎn)解旋解旋方式方式場(chǎng)所場(chǎng)所酶酶結(jié)果結(jié)果堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸模板、能量、酶模板、能量、酶dnadna在在高溫下高溫下變性變性解旋解旋解旋酶解旋酶催化催化體外體外復(fù)制復(fù)制細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)熱穩(wěn)定的熱穩(wěn)定的dnadna聚合酶聚合酶細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的dnadna聚合酶聚合酶大量的大量的dnadna片段片段形成整個(gè)形成整個(gè)dnadna分子分子根據(jù)已知的氨基酸序列合成根據(jù)已知的氨基酸序列合成dna dna 蛋白質(zhì)的氨基酸序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列mrnamrna的核苷酸序列的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸

19、序列推測(cè)推測(cè)推測(cè)推測(cè)目的基因目的基因化學(xué)合成化學(xué)合成已知核苷酸序列已知核苷酸序列的較小基因可以的較小基因可以化學(xué)合成，不需化學(xué)合成，不需要模板。要模板。質(zhì)粒質(zhì)粒目的基因目的基因限制酶處理限制酶處理一個(gè)切口一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口兩個(gè)切口獲得目的基因獲得目的基因dnadna連接酶連接酶表表達(dá)達(dá)載載體體同一種同一種1 1. .基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的構(gòu)建二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建核心核心限制酶切割位點(diǎn)的選擇必須保證限制酶切割位點(diǎn)的選擇必須保證目的基因，目的基因，標(biāo)記基因的完整性標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測(cè)和表達(dá)。，以便于檢測(cè)和表達(dá)。2.2.基因表達(dá)載體的組

20、成：基因表達(dá)載體的組成：它們有什么作用？它們有什么作用？a、目的基因、目的基因b、啟動(dòng)子、啟動(dòng)子c、終止子、終止子d、標(biāo)記基因、標(biāo)記基因位于基因的首端位于基因的首端, rna聚合酶的結(jié)合位聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)點(diǎn)位于基因的末端位于基因的末端,終終止轉(zhuǎn)錄止轉(zhuǎn)錄檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞載體載體與與表達(dá)載體表達(dá)載體的區(qū)別：的區(qū)別：與載體相比較與載體相比較, ,表表達(dá)載體在載體基礎(chǔ)上增加了達(dá)載體在載體基礎(chǔ)上增加了目的基因、啟動(dòng)目的基因、啟動(dòng)子、子、終止子終止子三部分結(jié)構(gòu)三部分結(jié)構(gòu)用到的工具酶：用到的工具酶：既用到限制酶切割載體，又既用到限制酶切割載體，又用到用到dnadna連

21、接酶將目的基因和載體拼接，兩種連接酶將目的基因和載體拼接，兩種酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵啟動(dòng)子啟動(dòng)子(dna(dna片段片段) )起始密碼子起始密碼子(rna);(rna); 終止子終止子(dna(dna片段片段) )終止密碼子終止密碼子(rna)(rna)提醒：提醒：三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（一）轉(zhuǎn)化：（一）轉(zhuǎn)化： （二）方法（二）方法將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胫参锛?xì)胞植物細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)雱?dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胛⑸锛?xì)胞微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法顯

22、微注射法顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法感受態(tài)細(xì)胞法目的基因進(jìn)入目的基因進(jìn)入_內(nèi)，并且在內(nèi)，并且在 受體細(xì)胞內(nèi)維持受體細(xì)胞內(nèi)維持_和和_的過程的過程受體細(xì)胞受體細(xì)胞穩(wěn)定穩(wěn)定表達(dá)表達(dá)（1 1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法特點(diǎn)：特點(diǎn)： 易感染易感染雙子葉植物雙子葉植物和裸子植和裸子植物，對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有感物，對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力染能力原理：原理： titi質(zhì)粒上的質(zhì)粒上的t-dnat-dna可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的并整合到受體細(xì)胞染色體的dnadna上。上。轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化過程: :titi質(zhì)粒質(zhì)粒目的基因目的基因構(gòu)建構(gòu)建表表達(dá)達(dá)載載體體導(dǎo)入導(dǎo)入植植物物細(xì)細(xì)

23、胞胞插入插入植物細(xì)胞植物細(xì)胞染色染色dnadna表達(dá)表達(dá)新新性性狀狀轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入農(nóng)農(nóng)桿桿菌菌 基因槍法又稱微基因槍法又稱微彈轟擊法，是彈轟擊法，是利用壓利用壓縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力，將包裹在金屬顆粒表將包裹在金屬顆粒表面的表達(dá)載體面的表達(dá)載體dnadna打打入受體細(xì)胞中入受體細(xì)胞中，使目，使目的基因與其整合并表的基因與其整合并表達(dá)的方法。達(dá)的方法。（2 2）基因槍法）基因槍法（3 3）花粉管通道法）花粉管通道法方法：方法：顯微注射法顯微注射法程序：程序：目的基因表達(dá)載體提純目的基因表達(dá)載體提純 取卵（受精卵）取卵（受精卵） 顯微注射顯微注射 受精卵受精卵 新性狀動(dòng)物新性狀動(dòng)物原核生物原核

24、生物特點(diǎn)：特點(diǎn)：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少方法：方法： 用用ca2+處理細(xì)胞處理細(xì)胞 感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞 表表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合 感受態(tài)感受態(tài)細(xì)胞吸收細(xì)胞吸收dna分子分子思考：為什么要用思考：為什么要用caca2+2+處理受體細(xì)胞？處理受體細(xì)胞？用用ca2ca2處理，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性處理，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性四、目的基因的檢測(cè)與鑒定四、目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)檢測(cè)導(dǎo)入檢測(cè)：目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入檢測(cè)：目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞方法方法 dnadna分子雜交分子雜交表達(dá)檢測(cè)表達(dá)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄檢測(cè)轉(zhuǎn)錄檢測(cè)分子雜交分子雜交翻譯檢測(cè)翻譯檢測(cè)

25、抗原抗體抗原抗體雜交雜交分分子子檢檢測(cè)測(cè)法法鑒定鑒定抗蟲鑒定抗蟲鑒定抗病鑒定抗病鑒定活性鑒定等活性鑒定等個(gè)體水平的鑒定個(gè)體水平的鑒定dnadna分子雜交分子雜交 首先取出轉(zhuǎn)基因生物的基因組首先取出轉(zhuǎn)基因生物的基因組dnadna； 將含將含目的基因的目的基因的dnadna片段片段用放射性同位素等用放射性同位素等作標(biāo)記作標(biāo)記, ,以此做以此做探針探針； 使探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組雜交使探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組雜交, ,若顯示若顯示出出雜交帶雜交帶, ,表明染色體已插入染色體表明染色體已插入染色體dnadna中。中。歸納: 基因工程的基本操作程序1.1. 獲取目的基因獲取目的基因u從基因文庫(kù)從基因文

26、庫(kù)u利用利用pcrpcru化學(xué)方法人工合成化學(xué)方法人工合成2.2. 構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體u目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因3.3. 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞u農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射法4.4. 目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定u檢測(cè)：是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯檢測(cè)：是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯u鑒定：鑒定：1、在已知序列信息的情況下，獲取目的基因的最、在已知序列信息的情況下，獲取目的基因的最方便方法是方便方法是a、化學(xué)合成法、化學(xué)合成法 b、基因組文庫(kù)法、基因組文庫(kù)法c、cdna文庫(kù)法文庫(kù)法 d、聚合酶鏈反應(yīng)、

27、聚合酶鏈反應(yīng)2、下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈、下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是的是從基因文庫(kù)中獲取目的基因從基因文庫(kù)中獲取目的基因 利用利用pcr技術(shù)擴(kuò)增目的基因技術(shù)擴(kuò)增目的基因 反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法 通過通過dna合成儀利用化學(xué)方法人工合成合成儀利用化學(xué)方法人工合成a b c dad 3 3. .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)圖回答：據(jù)圖回答： (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 過程。過程。 (2) (2)加熱至加熱至9494的目的是使的目的是使d

28、nadna中的中的 鍵鍵 斷裂斷裂, ,這一過程在細(xì)胞內(nèi)是通過這一過程在細(xì)胞內(nèi)是通過 的的 作用來完成的。作用來完成的。 dnadna解旋解旋解旋酶解旋酶pcr dnadna復(fù)制復(fù)制氫氫 (3) (3)當(dāng)溫度降低時(shí)當(dāng)溫度降低時(shí), ,引物與模板末端結(jié)合引物與模板末端結(jié)合, ,在在dnadna聚聚 合酶的作用下合酶的作用下, ,引物沿模板鏈延伸引物沿模板鏈延伸, ,最終合成兩條最終合成兩條 dna dna分子分子, ,此過程中的原料是此過程中的原料是 , , 遵循的原則是遵循的原則是 。 (4)bd (4)bd為抗蟲棉的培育過程為抗蟲棉的培育過程, ,其中過程常用的其中過程常用的 方法是方法是 ,

29、 , 要確定目的基因要確定目的基因( (抗蟲基因抗蟲基因) )導(dǎo)入受體細(xì)胞后是否導(dǎo)入受體細(xì)胞后是否 能穩(wěn)定遺傳并表達(dá)能穩(wěn)定遺傳并表達(dá), ,需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作, ,請(qǐng)寫請(qǐng)寫 出在個(gè)體生物學(xué)水平上的鑒定過程：出在個(gè)體生物學(xué)水平上的鑒定過程：4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法讓害蟲吞食轉(zhuǎn)基因棉花的葉子讓害蟲吞食轉(zhuǎn)基因棉花的葉子, ,觀察害蟲的存活情況觀察害蟲的存活情況三、基因工程的應(yīng)用三、基因工程的應(yīng)用抗抗病病抗逆抗逆生長(zhǎng)速度生長(zhǎng)速度品質(zhì)品質(zhì)藥物藥物器官移植器官移植 將將 基因與基因與 等等調(diào)控組件重組在一起，通過調(diào)控組件重組

30、在一起，通過 等方法，等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的 中，將中，將 其其 送入母體，送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為品，稱為乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器或或乳房生物反應(yīng)器。乳房生物反應(yīng)器。乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高；產(chǎn)量高；質(zhì)量好；質(zhì)量好；成本低；成本低；易提取。易提取。 藥物蛋白藥物蛋白乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子顯微注射顯微注射受精卵受精卵 把把正?；蛘；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的

31、表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病治療疾病的目的，是治的目的，是治療療遺傳病遺傳病的最有效的手段。的最有效的手段。2、實(shí)例：、實(shí)例： 將將腺苷酸脫氨酶基因腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。對(duì)嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療對(duì)嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療3、原理、原理正?；颍诓∪梭w內(nèi)兩種基因都存在正常基因，在病人體內(nèi)兩種基因都存在且都能表達(dá)，正?；虻谋磉_(dá)產(chǎn)物掩蓋了且都能表達(dá)，正常基因的表達(dá)產(chǎn)物掩蓋了的表達(dá)產(chǎn)物，從而治愈了有的表達(dá)產(chǎn)物，從而治愈了有4 4、基因治療的類型、基因治療的類型

32、體外基因治療體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)移的治病方法。（如將治療囊性纖維病的移的治病方法。（如將治療囊性纖維病的正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）5 5、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床處于初期的臨床試驗(yàn)階段試驗(yàn)階段用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的d

33、na分子做探針，利用分子做探針，利用dna分子雜交原分子雜交原理，鑒定被測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到理，鑒定被測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。檢測(cè)疾病的目的。d考向考向1 1下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是是( ( ) )a a基因治療需要將正?；?qū)胗谢蛉毕莸幕蛑委熜枰獙⒄；驅(qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞細(xì)胞b b基因診斷的基本原理是基因診斷的基本原理是dnadna分子雜交分子雜交c c一種基因探針只能檢測(cè)水體中的一種病毒一種基因探針只能檢測(cè)水體中的一種病毒d d原核基因不能用來進(jìn)行真核生物的遺傳改良原核基因不能用來進(jìn)行真核生物的遺傳改良四、蛋白質(zhì)工

34、程的崛起四、蛋白質(zhì)工程的崛起 一、蛋白質(zhì)工程的崛起的緣由一、蛋白質(zhì)工程的崛起的緣由基因工程產(chǎn)物基因工程產(chǎn)物 基因工程在原則上只能生產(chǎn)基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界自然界已存在的已存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。這些這些天然蛋白質(zhì)天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的中形成的, ,它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要種生存的需要, ,卻卻不一定不一定完全符合完全符合人類人類生生產(chǎn)和生活的產(chǎn)和生活的需要需要。二、蛋白質(zhì)工程的基本原理二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1 1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo) 根據(jù)人們對(duì)根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)功能的特定需求，的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。2 2、天然蛋白質(zhì)的合成過程、天然蛋白質(zhì)的合成過程dnadna（基因）（基因）轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mrnamrna翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)基因基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）表達(dá)（轉(zhuǎn)