演示文稿1基因工程的基本操作程序

1、基因工程基因工程轉(zhuǎn)基因生物轉(zhuǎn)基因生物什么是基因工程？什么是基因工程？練習(xí)：練習(xí)：基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序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 DNA1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具準(zhǔn)確切割準(zhǔn)確切割DNADNA的工具（的工具（“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”） 限制性?xún)?nèi)切酶限制性?xún)?nèi)切酶DNADNA片段的連接工具（片段的連接工具（“分子縫合針?lè)肿涌p合針”） DNADNA連接酶連接酶基因轉(zhuǎn)移工具（基因轉(zhuǎn)移工具（“分

2、子運(yùn)輸車(chē)分子運(yùn)輸車(chē)”） 運(yùn)載體運(yùn)載體概述：概述：切割切割DNADNA的工具是限制性核的工具是限制性核酸內(nèi)切酶，又稱(chēng)限制酶。這類(lèi)酶酸內(nèi)切酶，又稱(chēng)限制酶。這類(lèi)酶主要是從主要是從原核生物原核生物中分離純化出中分離純化出來(lái)的?，F(xiàn)在已分離出約來(lái)的。現(xiàn)在已分離出約40004000種限種限制酶。限制酶能識(shí)別制酶。限制酶能識(shí)別雙鏈雙鏈DNADNA分分子子的某種特定核苷酸序列。的某種特定核苷酸序列。一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”特點(diǎn)：特點(diǎn)：限制酶能夠識(shí)別限制酶能夠識(shí)別雙鏈雙鏈DNADNA分子的某種分子的某種特定的特

3、定的核苷酸序列，并且在核苷酸序列，并且在特定的特定的位位點(diǎn)切割點(diǎn)切割DNADNA分子。（專(zhuān)一性）分子。（專(zhuān)一性）例如：例如：大腸桿菌大腸桿菌(E.coli)(E.coli)的的EcoEcoRR限制酶限制酶能識(shí)別能識(shí)別GAATTCGAATTC序列序列，并在，并在G G和和A A之間切開(kāi)。之間切開(kāi)。黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端如何切割如何切割DNADNA分子呢？分子呢？DNADNA分子分子切割切割DNADNA分子實(shí)質(zhì)是分子實(shí)質(zhì)是斷開(kāi)兩個(gè)核苷酸之間的斷開(kāi)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵。一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”思考：思考：（1）在一個(gè)）在一個(gè)DNA分子

4、片段中，含分子片段中，含有有 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，如果是個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，如果是環(huán)狀環(huán)狀DNA分子呢？分子呢？切割切割DNADNA分子后形成什么呢？分子后形成什么呢？產(chǎn)物：產(chǎn)物： 平末端平末端 （在中軸線處切割（在中軸線處切割DNADNA）一、限制性核酸內(nèi)切酶一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”小結(jié)：小結(jié)：（1）限制酶的種類(lèi)、分布、特點(diǎn)、作用部位、作用結(jié)果；）限制酶的種類(lèi)、分布、特點(diǎn)、作用部位、作用結(jié)果；（2）練習(xí)）練習(xí) 1.酶的種類(lèi)：酶的種類(lèi)：二、二、DNA連接酶連接酶“分子縫合針?lè)肿涌p合針”（1 1）DNADNA連接酶只能將雙鏈連接酶只能將雙鏈DNADNA片片段互補(bǔ)的段互補(bǔ)的黏性末端

5、黏性末端之間連接起來(lái)。之間連接起來(lái)。（2 2）T T4 4DNADNA連接酶（噬菌體）連接酶（噬菌體）兩種酶的區(qū)別：兩種酶的區(qū)別：（1 1）DNADNA連接酶（大腸桿菌）連接酶（大腸桿菌）（2 2）T T4 4DNADNA連接酶都能連接連接酶都能連接黏性末端黏性末端和和平末端，平末端，但連接平末端之間的效率比但連接平末端之間的效率比較低。較低。2.2.酶的作用：酶的作用：將雙鏈將雙鏈DNADNA分子片段分子片段“縫合縫合”起來(lái)，恢起來(lái)，恢復(fù)兩個(gè)核苷酸之間的復(fù)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵。二、二、DNA連接酶連接酶“分子縫合針?lè)肿涌p合針”思考：比較思考：比較 (考點(diǎn)一考點(diǎn)一) 限制性?xún)?nèi)切

6、酶與限制性?xún)?nèi)切酶與DNA連接酶連接酶跟蹤演練：跟蹤演練：DNADNA復(fù)制復(fù)制思考：比較思考：比較DNADNA連接酶和連接酶和DNADNA聚酶？聚酶？DNADNA聚合酶只能將聚合酶只能將單個(gè)單個(gè)核苷酸核苷酸加到已有的加到已有的單鏈單鏈核苷酸片段的末端，形核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵成磷酸二酯鍵, ,需要摸板。需要摸板。DNADNA連接酶是連接連接酶是連接兩個(gè)兩個(gè)雙鏈雙鏈DNADNA片段片段的末端，的末端，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵, ,不需要不需要摸板。摸板。要讓一個(gè)從要讓一個(gè)從甲甲生物生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到

7、首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去。能乙生物的細(xì)胞內(nèi)去。能將外源基因送入細(xì)胞的將外源基因送入細(xì)胞的工具就是工具就是運(yùn)載體運(yùn)載體。常用。常用的載體是的載體是質(zhì)粒，還有質(zhì)粒，還有噬菌體的衍生物、動(dòng)植噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等物病毒等。三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車(chē)分子運(yùn)輸車(chē)”作為基因工程運(yùn)載體的條件作為基因工程運(yùn)載體的條件能夠在宿主細(xì)胞中能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并復(fù)制并穩(wěn)定地穩(wěn)定地保存保存。具具多種限制酶切點(diǎn)多種限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連，以便與外源基因連接。接。具有某些具有某些標(biāo)記基因標(biāo)記基因，便于進(jìn)行，便于進(jìn)行篩選篩選。載體是安全的，不能對(duì)受體細(xì)胞有害。載體

8、是安全的，不能對(duì)受體細(xì)胞有害。載體載體DNADNA分子大小應(yīng)合適，以便提取和分子大小應(yīng)合適，以便提取和在體外進(jìn)行操作。在體外進(jìn)行操作。 （2009高考高考-理綜理綜 山東）山東） 35. 人類(lèi)在預(yù)防與診療傳染性疾病過(guò)人類(lèi)在預(yù)防與診療傳染性疾病過(guò)程中，經(jīng)常使用程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，且蛋白為主要抗原，且疾苗生產(chǎn)和抗疾苗生產(chǎn)和抗體制備體制備的流程之一如下圖：的流程之一如下圖：四、典型例題解讀四、典型例題解讀基因工程與細(xì)胞工程基因工程與細(xì)胞工程 請(qǐng)回答：請(qǐng)回答： （1）過(guò)程）

9、過(guò)程代表的是代表的是 。 （2）過(guò)程）過(guò)程構(gòu)建構(gòu)建A基因表過(guò)載體基因表過(guò)載體時(shí)，必須使用時(shí)，必須使用 和和 兩種兩種工具酶工具酶。 （3）過(guò)程）過(guò)程采用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)是采用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)是 ，獲得的，獲得的X是是 。 （4）對(duì)健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時(shí)，可選用圖）對(duì)健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時(shí)，可選用圖 中基因工程生產(chǎn)的中基因工程生產(chǎn)的 所制備的疫苗。對(duì)該所制備的疫苗。對(duì)該 傳染病疑似患者確診時(shí)，可以疑似患者體內(nèi)分傳染病疑似患者確診時(shí)，可以疑似患者體內(nèi)分 離病毒，與已知病毒進(jìn)行離病毒，與已知病毒進(jìn)行 比較；或用圖中比較；或用圖中 的的 進(jìn)行特異性結(jié)合檢測(cè)。進(jìn)行特異性結(jié)合檢測(cè)。 參考答案：參考答案：

10、（1） 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄 （2） 限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶限制性?xún)?nèi)切酶）限制性?xún)?nèi)切酶） DNA連接酶（兩空可以互換）連接酶（兩空可以互換） （3） 細(xì)胞融合細(xì)胞融合 雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞 （4） A蛋白蛋白 核酸（基因）序列核酸（基因）序列 抗抗A蛋白的單克隆抗體蛋白的單克隆抗體合成基因合成基因組織、器官、細(xì)胞組織、器官、細(xì)胞基因組基因組DNADNAcDNAcDNA文庫(kù)文庫(kù)基因文庫(kù)基因文庫(kù)目的基因的克隆目的基因的克隆基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序第一步：第一步：目的基因的獲取目的基因的獲取如何建立如何建立?解讀解讀cDNAcDNA文庫(kù)文庫(kù)的構(gòu)建過(guò)程的構(gòu)建過(guò)程(

11、1)(1)提取某種生提取某種生物發(fā)育某一時(shí)物發(fā)育某一時(shí)期的期的mRNA;mRNA;(2)mRNA(2)mRNA反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄形成形成DNADNA片段片段; ;(3)DNA(3)DNA片段與片段與載體連接后載體連接后, ,儲(chǔ)儲(chǔ)存在一個(gè)受體存在一個(gè)受體菌的群體中。菌的群體中。操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便廣泛使用廣泛使用工作量大，盲目，工作量大，盲目，分離出來(lái)的有時(shí)并分離出來(lái)的有時(shí)并非一個(gè)基因非一個(gè)基因?qū)Ｒ恍詮?qiáng)專(zhuān)一性強(qiáng)操作過(guò)程麻煩，操作過(guò)程麻煩，mRNAmRNA很不穩(wěn)定，要很不穩(wěn)定，要求的技術(shù)條件較高求的技術(shù)條件較高專(zhuān)一性最強(qiáng)專(zhuān)一性最強(qiáng)僅限于合成核苷酸僅限于合成核苷酸對(duì)較少的簡(jiǎn)單基因?qū)^少的簡(jiǎn)單基因目的基因轉(zhuǎn)移目

12、的基因轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化或感染轉(zhuǎn)化或感染合成基因合成基因組織、器官、細(xì)胞組織、器官、細(xì)胞基因組基因組DNADNAcDNAcDNA文庫(kù)文庫(kù)基因文庫(kù)基因文庫(kù)目的基因的克隆目的基因的克隆基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序第二步：第二步：基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體構(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（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（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（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（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（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

13、（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（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（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（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（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（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建核心核心人胰島素基因與質(zhì)粒結(jié)合形成人胰島素基因與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒你知道雙酶切法嗎？你知道雙酶切法嗎？例例1 1（1010年江蘇高考）下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及年江蘇高考）下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖其切割位點(diǎn)，圖1 1、圖、圖2 2中箭

14、頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。 與只使用與只使用EcoEcoRR相比較，使用相比較，使用BamBamHH和和HinHindd兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源外源DNADNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止_。原核細(xì)原核細(xì)胞表達(dá)胞表達(dá)真核細(xì)真核細(xì)胞表達(dá)胞表達(dá)植物中植物中表達(dá)表達(dá)動(dòng)物中動(dòng)物中表達(dá)表達(dá)人體人體表達(dá)表達(dá)發(fā)酵發(fā)酵工程工程轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因植物植物動(dòng)物器官動(dòng)物器官發(fā)生器發(fā)生器轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因動(dòng)物動(dòng)物基因基因治療治療目的基因轉(zhuǎn)移目的基因轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化或感染轉(zhuǎn)化或感染合成基因合成基因組織、器官、細(xì)胞組織、器官、細(xì)胞基因組基因組DNADNAcDNAcDNA

15、文庫(kù)文庫(kù)基因文庫(kù)基因文庫(kù)目的基因的克隆目的基因的克隆基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序第三步：第三步：將目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞入受體細(xì)胞第四步：第四步：目的基因的檢目的基因的檢測(cè)與鑒定測(cè)與鑒定將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 鑒定：（個(gè)體水平）鑒定：（個(gè)體水平） 抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物1、例例22、課時(shí)作業(yè)：、課時(shí)作業(yè)：1、2、3、6、7、8、9、10、11思考：思考：跟蹤演練跟蹤演練2四、典型例題解讀四、典型例題解讀基

16、因工程操作過(guò)程基因工程操作過(guò)程3、（、（2008高考高考-理綜理綜 天津）（天津）（20分）下圖為人分）下圖為人珠蛋白基因珠蛋白基因 與與mRNA雜交的示意圖，雜交的示意圖，表示基因的不同功能區(qū)。據(jù)表示基因的不同功能區(qū)。據(jù)圖回答：圖回答： （1）上述分子雜交的原理是）上述分子雜交的原理是_；細(xì)胞中；細(xì)胞中珠蛋白基珠蛋白基因編碼區(qū)不能翻譯的序列是因編碼區(qū)不能翻譯的序列是_（填寫(xiě)圖中序號(hào)）。（填寫(xiě)圖中序號(hào)）。（2）細(xì)胞中）細(xì)胞中珠蛋白基因開(kāi)始轉(zhuǎn)錄時(shí)，能識(shí)別和結(jié)合珠蛋白基因開(kāi)始轉(zhuǎn)錄時(shí)，能識(shí)別和結(jié)合中調(diào)中調(diào)控序列的酶是控序列的酶是_。（3）若一個(gè)卵原細(xì)胞的一條染色體上，）若一個(gè)卵原細(xì)胞的一條染色體上，珠蛋白基因的編碼珠蛋白基因的編碼區(qū)中一個(gè)區(qū)中一個(gè)A替換成替換成T，則由，則由該卵原細(xì)胞產(chǎn)生的卵細(xì)胞攜帶該突變?cè)撀言?xì)胞產(chǎn)生的卵細(xì)胞攜帶該突變基因的概率基因的概率是是_。( 4 ）上述突變基因的兩個(gè)攜帶者）上述突變基因的兩個(gè)攜帶者婚配婚配，其后代中，其后代