基因工程一輪復(fù)習(xí)市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

基因工程專題復(fù)習(xí)第1頁一、基因工程基本操作工具第2頁

基因工程，通俗地說，就是按照人們意愿，把一個生物某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一個生物細(xì)胞里，定向地改造生物遺傳性狀?；蚬こ谈拍罨蚬こ虅e名操作環(huán)境原理基本過程優(yōu)勢目標(biāo)DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)生物體外基因重組人類需要生物類型和生物產(chǎn)品定向改造性狀、打破物種界限剪切→拼接→導(dǎo)入→檢測表示第3頁

DNA重組技術(shù)基本工具第4頁“分子手術(shù)刀”--“分子縫合針”--“分子運(yùn)輸車”--限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶載體

DNA重組技術(shù)基本工具第5頁識別雙鏈DNA分子某種特定核苷酸序列，而且使每一條鏈中特定部位兩個核苷酸之間磷酸二酯鍵斷開。主要是從原核生物中分離純化出來一個酶化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)。1、起源：3、作用：4、結(jié)果：形成兩種末端黏性末端平末端可用于目標(biāo)基因和載體切割2、特征：限制酶是一類酶，而不是一個酶。一、限制酶——“分子手術(shù)刀”第6頁AT磷酸二酯鍵1234512345第7頁

黏性末端黏性末端EcoRI限制酶切割

被限制酶切開DNA兩條單鏈切口，帶有幾個伸出核苷酸，他們之間恰好互補(bǔ)配對，這么切口叫黏性末端。第8頁平末端

平末端SmaI限制酶切割當(dāng)限制酶從識別序列中心軸線處切開時，切開DNA兩條單鏈切口，是平整，這么切口叫平末端。第9頁例1.以下相關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶描述，錯誤是

(

)

A．一個限制性內(nèi)切酶只能識別一個特定脫氧核苷酸序列

B．限制性內(nèi)切酶活性受溫度影響

C．限制性內(nèi)切酶能識別和切割RNA

D．限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取C第10頁1、種類：2、作用部位：E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶磷酸二酯鍵二、DNA連接酶——“分子縫合針”（黏性末端）（黏性末端和平末端）第11頁兩DNA片段要含有互補(bǔ)黏性末端才能拼起來DNA連接酶縫合作用可把黏性末端之間縫隙“縫合”起來，DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？第12頁AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶作用第13頁DNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不同點(diǎn)模板作用對象作用結(jié)果 用途都能催化形成磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)

不需要需要形成完整重組DNA分子形成DNA一條鏈基因工程DNA復(fù)制DNA連接酶與DNA聚合酶比較在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個脫氧核苷酸加到已存在核酸片段上，形成磷酸二酯鍵第14頁與DNA相關(guān)酶種類項(xiàng)目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間氫鍵作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新DNA分子形成單鏈DNA分子第15頁1．下列圖為DNA分子在不一樣酶作用下所發(fā)生改變，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用正確次序是 ()

A．①②③④

B．①②④③C．①④②③ D．①④③②C第16頁三、載體——“分子運(yùn)輸車”1、載體作用將

轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。目基因2、慣用載體

質(zhì)粒、λ噬菌體衍生物、動植物病毒3、作為載體必須具備條件①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保留并大量復(fù)制；②有一個至多個限制酶切割位點(diǎn),方便于與外源基因連接；③有特殊遺傳標(biāo)識基因,供重組DNA檢測和判定第17頁有標(biāo)識基因存在，可用含青霉素培養(yǎng)基判別。有切割位點(diǎn)能復(fù)制并帶著插入目標(biāo)基因一起復(fù)制質(zhì)?！懵?、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并含有自我復(fù)制能力很小雙鏈環(huán)狀DNA分子。最慣用運(yùn)載體——質(zhì)粒第18頁典例1.以下關(guān)于染色體和質(zhì)粒敘述，正確是()

A．染色體和質(zhì)?；瘜W(xué)本質(zhì)都是DNA

B．染色體和質(zhì)粒都只存在于原核細(xì)胞中

C．染色體和質(zhì)粒都與生物遺傳相關(guān)

D．染色體和質(zhì)粒都可作為基因工程慣用載體C第19頁二、基因工程基本操作程序第20頁編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游編碼蛋白質(zhì)調(diào)控遺傳信息表示（調(diào)控程序）…A‥………ATGTGCACGTAGTTA………‥G……T‥………TACACGTGCATCAAT………‥C…開啟子終止子知識點(diǎn)一：基因結(jié)構(gòu)1.原核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)第21頁編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)開啟子終止子ATGTGCACGTAGTTATACACGTGCATCAATRNA聚合酶AUGUGCACGUAGUUA開啟子：位于基因首端一段能與RNA聚合酶結(jié)合并能起始mRNA合成序列。沒有開啟子，基因就不能轉(zhuǎn)錄。RNA聚合酶:能夠識別開啟子上結(jié)合位點(diǎn)并與其結(jié)合一個蛋白質(zhì).終止子：位于基因尾端一段特殊DNA片斷，它能妨礙RNA聚合酶移動，并使其從DNA模板鏈上脫離下來，使轉(zhuǎn)錄終止。第22頁編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)開啟子終止子外顯子內(nèi)含子編碼蛋白質(zhì)2.真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)能夠編碼蛋白質(zhì)序列叫做外顯子不能編碼蛋白質(zhì)序列叫做內(nèi)含子內(nèi)含子：外顯子：RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)第23頁原核細(xì)胞真核細(xì)胞不一樣點(diǎn)編碼區(qū)是_____編碼區(qū)是間隔、_____相同點(diǎn)都由能夠編碼蛋白質(zhì)______和含有調(diào)控作用______區(qū)組成3.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)比較連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)非編碼第24頁知識點(diǎn)二：基因工程基本操作四個步驟1、目標(biāo)基因獲取2、基因表示載體構(gòu)建3、將目基因?qū)胧荏w細(xì)胞4、目標(biāo)基因檢測與判定第25頁1、目基因主要是______________________編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因2、獲取目標(biāo)基因慣用方法：（1）從基因文庫中獲取（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增（3）人工合成一、目標(biāo)基因獲取第26頁（一）從基因文庫中獲取目基因?qū)⒑心撤N生物不一樣基因許多DNA片斷，導(dǎo)入到受體菌群體中，各個受體菌分別含有這種生物不一樣基因，稱為基因文庫基因文庫

基因組文庫部分基因文庫（cDNA文庫）第27頁提取某種生物全部DNA用適當(dāng)限制酶切一定大小DNA片段將DNA片段與載體連接導(dǎo)入受體菌中儲存基因組文庫1.基因文庫構(gòu)建方法（1）直接分離法(鳥槍法)第28頁某種生物單鏈mRNA單鏈互補(bǔ)DNA雙鏈cDNA片段導(dǎo)入受體菌中儲存與載體連接cDNA文庫反（逆）轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶（2）反轉(zhuǎn)錄法第29頁基因組DNA文庫cDNA文庫2.基因組DNA文庫與cDNA文庫比較第30頁2.基因組文庫和部分基因文庫比較文庫類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小基因中開啟子基因中內(nèi)含子基因多少物種間基因交流小大無有無有某種生物部分基因某種生物全部基因能夠部分基因能夠第31頁①概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________核酸合成技術(shù)。③前提條件：_______________________；原料：___________、___________、__________________、________________。②原理：__________聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段DNA復(fù)制已知基因核苷酸序列四種脫氧核苷酸DNA引物熱穩(wěn)定DNA聚合酶模板DNA（二）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目基因第32頁④過程：a、變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，_____斷裂，形成___________b、復(fù)性（復(fù)性55℃-60℃）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶作用下，合成與模板互補(bǔ)________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈第33頁變性、退火、延伸三步曲變性：加熱至90～95℃雙鏈DNA解鏈成為單鏈DNA退火：冷卻至55～60℃部分引物與模板單鏈DNA特定互補(bǔ)部位相配對和結(jié)合延伸：加熱至70～75℃以目標(biāo)基因?yàn)槟０?，合成互補(bǔ)新DNA鏈變性退火延伸第34頁P(yáng)CR技術(shù)擴(kuò)增與DNA復(fù)制比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原理原料條件不一樣點(diǎn)解旋方式場所酶結(jié)果堿基互補(bǔ)配對四種脫氧核苷酸模板、能量、酶DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化體外復(fù)制細(xì)胞核內(nèi)熱穩(wěn)定DNA聚合酶細(xì)胞內(nèi)DNA聚合酶大量DNA片段形成整個DNA分子第35頁——依據(jù)已知氨基酸序列合成DNA蛋白質(zhì)氨基酸序列mRNA核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因核苷酸序列推測推測目基因化學(xué)合成已知核苷酸序列較小基因能夠化學(xué)合成，不需要模板。（三）人工合成獲取目基因第36頁人工合成(基因序列已知，且比較小)DNA合成儀第37頁質(zhì)粒目基因限制酶處理一個切口兩個黏性末端兩個切口獲得目基因DNA連接酶表示載體同一個1.基因表示載體構(gòu)建二、基因表示載體構(gòu)建——關(guān)鍵限制酶切割位點(diǎn)選擇必須確保目標(biāo)基因，標(biāo)識基因完整性，方便于檢測和表示。第38頁2.基因表示載體組成：它們有什么作用？a、目基因b、開啟子c、終止子d、標(biāo)識基因位于基因首端,

RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)位于基因末端,終止轉(zhuǎn)錄檢測目基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞第39頁①載體與表示載體區(qū)分：與載體相比較,表示載體在載體基礎(chǔ)上增加了目標(biāo)基因、開啟子、終止子三部分結(jié)構(gòu)②用到工具酶：既用到限制酶切割載體，又用到DNA連接酶將目標(biāo)基因和載體拼接，兩種酶作用化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵開啟子(DNA片段)≠起始密碼子(RNA);

終止子(DNA片段)≠終止密碼子(RNA)提醒：第40頁三、將目基因?qū)胧荏w細(xì)胞（一）轉(zhuǎn)化：（二）方法將目基因?qū)胫参锛?xì)胞將目基因?qū)雱游锛?xì)胞將目基因?qū)胛⑸锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——感受態(tài)細(xì)胞法目標(biāo)基因進(jìn)入_________內(nèi)，而且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____過程受體細(xì)胞穩(wěn)定表示第41頁（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法①特點(diǎn)：

易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力②原理：

Ti質(zhì)粒上T-DNA能夠轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。1、將目基因?qū)胫参锛?xì)胞第42頁③轉(zhuǎn)化過程:Ti質(zhì)粒目基因構(gòu)建表示載體導(dǎo)入植物細(xì)胞插入植物細(xì)胞染色DNA表示新性狀轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌第43頁基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產(chǎn)生動力，將包裹在金屬顆粒表面表示載體DNA打入受體細(xì)胞中，使目標(biāo)基因與其整合并表示方法。（2）基因槍法適合用于單子葉植物第44頁（3）花粉管通道法適合用于被子植物第45頁①方法：顯微注射法②程序：目基因表達(dá)載體提純?nèi)÷眩ㄊ芫眩╋@微注射受精卵新性狀動物2、將目基因?qū)雱游锛?xì)胞第46頁①原核生物特點(diǎn)：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少②方法：

用Ca2+處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞表示載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子3、將目基因?qū)胛⑸锛?xì)胞思索：為何要用Ca2+處理受體細(xì)胞？用Ca2＋處理，增加細(xì)菌細(xì)胞壁通透性第47頁四、目標(biāo)基因檢測與判定檢測①導(dǎo)入檢測：目基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞方法——DNA分子雜交②表示檢測轉(zhuǎn)錄檢測——分子雜交翻譯檢測——抗原抗體雜交分子檢測法判定抗蟲判定抗病判定活性判定等個體水平判定第48頁DNA分子雜交15N15N14N14N探針轉(zhuǎn)基因生物DNA變性變性①首先取出轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA；②將含目標(biāo)基因DNA片段用放射性同位素等作標(biāo)識,以此做探針；③使探針和轉(zhuǎn)基因生物基因組雜交,若顯示出雜交帶,表明染色體已插入染色體DNA中。第49頁歸納:基因工程基本操作程序獲取目標(biāo)基因從基因文庫利用PCR化學(xué)方法人工合成構(gòu)建基因表示載體目標(biāo)基因、開啟子、終止子、標(biāo)識基因?qū)⒛繕?biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射法目標(biāo)基因檢測與判定檢測：是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯判定：第50頁1、在已知序列信息情況下，獲取目標(biāo)基因最方便方法是A、化學(xué)合成法

B、基因組文庫法C、cDNA文庫法

D、聚合酶鏈反應(yīng)2、以下獲取目標(biāo)基因方法中需要模板鏈?zhǔn)洽購幕蛭膸熘蝎@取目標(biāo)基因②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目標(biāo)基因③反轉(zhuǎn)錄法④經(jīng)過DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成A．①②③④B．①②③C．②③④ D．②③AD第51頁

3.如圖為利用生物技術(shù)取得生物新品種過程,據(jù)圖回答：(1)在基因工程中,A→B為

技術(shù),利用原理是

,其中①為

過程。

(2)加熱至94℃目標(biāo)是使DNA中

鍵斷裂,這一過程在細(xì)胞內(nèi)是經(jīng)過

作用來完成。

DNA解旋解旋酶PCRDNA復(fù)制氫第52頁(3)當(dāng)溫度降低時,引物與模板末端結(jié)合,在DNA聚合酶作用下,引物沿模板鏈延伸,最終合成兩條DNA分子,此過程中原料是

,遵照標(biāo)準(zhǔn)是

。(4)B→D為抗蟲棉培育過程,其中④過程慣用方法是

,要確定目標(biāo)基因(抗蟲基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞后是否能穩(wěn)定遺傳并表示,需進(jìn)行檢測和判定工作,請寫出在個體生物學(xué)水平上判定過程：4種脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法讓害蟲吞食轉(zhuǎn)基因棉花葉子,觀察害蟲存活情況第53頁三、基因工程應(yīng)用第54頁抗病

抗逆

生長速度品質(zhì)藥品器官移植

第55頁將

基因與

等調(diào)控組件重組在一起，經(jīng)過

等方法，導(dǎo)入哺乳動物

中，將其送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物進(jìn)入泌乳期后，能夠經(jīng)過分泌乳汁生產(chǎn)所需要藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量高；②質(zhì)量好；③成本低；④易提取。

藥品蛋白乳腺蛋白基因開啟子顯微注射受精卵第56頁1、基因治療概念：基因治療把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表示產(chǎn)物發(fā)揮功效，從而到達(dá)治療疾病目標(biāo)，是治療遺傳病最有效伎倆。（把特定外源基因?qū)胗谢蛉秉c(diǎn)細(xì)胞中，從而到達(dá)治療疾病目標(biāo)）2、實(shí)例：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。對嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺點(diǎn)癥治療第57頁3、原理

病人細(xì)胞中既含有缺點(diǎn)基因，又含有經(jīng)過基因工程導(dǎo)入正?；?，在病人體內(nèi)兩種基因都存在且都能表示，正?；虮硎井a(chǎn)物掩蓋了缺點(diǎn)基因表示產(chǎn)物，從而治愈了有基因缺點(diǎn)疾病。第58頁4、基因治療類型體外基因治療：先從病人體內(nèi)取得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最終重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移治病方法。（如將治療囊性纖維病正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）5、基因治療發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況：處于早期臨床試驗(yàn)階段第59頁基因診療概念用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)識DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，判定被測標(biāo)本上遺傳信息，到達(dá)檢測疾病目標(biāo)。第60頁D考向1以下關(guān)于基因工程應(yīng)用敘述，錯誤是 (

)A．基因治療需要將正?；?qū)胗谢蛉秉c(diǎn)細(xì)胞B．基因診療基本原理是DNA分子雜交C．一個基因探針只能檢測水體中一個病毒D．原核基因不能用來進(jìn)行真核生物遺傳改良第61頁四、蛋白質(zhì)工程崛起

第62頁一、蛋白質(zhì)工程崛起緣由基因工程產(chǎn)物基因工程在標(biāo)準(zhǔn)上只能生產(chǎn)自然界