絕對好課件基因工程課件

絕對好課件基因工程課件演示文稿本文檔共67頁；當前第1頁；編輯于星期六\14點49分（優(yōu)選）絕對好課件基因工程課件本文檔共67頁；當前第2頁；編輯于星期六\14點49分本文檔共67頁；當前第3頁；編輯于星期六\14點49分第一節(jié)基因工程的原理普通玫瑰藍色妖姬思考：藍色妖姬如何培育的？本文檔共67頁；當前第4頁；編輯于星期六\14點49分轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯本文檔共67頁；當前第5頁；編輯于星期六\14點49分不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄本文檔共67頁；當前第6頁；編輯于星期六\14點49分轉(zhuǎn)基因鮭魚

超級小鼠本文檔共67頁；當前第7頁；編輯于星期六\14點49分乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)本文檔共67頁；當前第8頁；編輯于星期六\14點49分基因的結(jié)構(gòu)（補充知識）非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點啟動子終止子①RNA聚合酶能夠識別調(diào)控序列中的結(jié)合位點，并與其結(jié)合。②轉(zhuǎn)錄開始后，RNA聚合酶沿DNA分子移動，并以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA。③轉(zhuǎn)錄完畢后，RNA鏈釋放出來，緊接著RNA聚合酶也從DNA模板鏈上脫落下來。1、編碼區(qū)：能轉(zhuǎn)錄相應的信使RNA，能編碼蛋白質(zhì)的序列。2、非編碼區(qū)：調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列(啟動子、終止子），不編碼蛋白質(zhì)。一、原核細胞的基因結(jié)構(gòu)本文檔共67頁；當前第9頁；編輯于星期六\14點49分二、真核細胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)

內(nèi)含子

外顯子

啟動子終止子基因的結(jié)構(gòu)（補充知識）與RNA聚合酶結(jié)合位點1、編碼區(qū)2、非編碼區(qū)：調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列(啟動子、終止子），不編碼蛋白質(zhì)。外顯子：能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列本文檔共67頁；當前第10頁；編輯于星期六\14點49分

概念：按照人們的意愿，將一種生物的基因在體外剪切，并與特殊的運載工具進行重新組合，然后轉(zhuǎn)入另一種生物的體內(nèi)進行擴增，并使之表達產(chǎn)生所需蛋白質(zhì)的技術(shù)。意義：能夠打破生物種屬的界限，在分子水平上定向改造生物的遺傳特性。一、基因工程本文檔共67頁；當前第11頁；編輯于星期六\14點49分1.限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”來源：大腸桿菌等微生物.特點：識別特異的脫氧核苷酸序列，并在特定的位點切割磷酸二酯鍵。結(jié)果：產(chǎn)生粘性末端一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。二、基因工程的操作工具本文檔共67頁；當前第12頁；編輯于星期六\14點49分限制性內(nèi)切酶作用過程點擊播放本文檔共67頁；當前第13頁；編輯于星期六\14點49分

提醒

①切割的化學鍵為磷酸二酯鍵。②在切割目的基因和載體時要求用同一種限制酶,

目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。③將一個基因從DNA分子上切割下來,需要2個限制酶,同時產(chǎn)生4個黏性末端。④不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同,同一個DNA分子用不同的限制酶產(chǎn)生的黏性末端不相同。本文檔共67頁；當前第14頁；編輯于星期六\14點49分.連接酶的作用：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。

問題用DNA連接酶連接兩個相同的黏性未端要連接幾個磷酸二酯鍵？.連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。2.DNA連接酶——“分子縫合針本文檔共67頁；當前第15頁；編輯于星期六\14點49分DNA連接酶的作用過程點擊播放本文檔共67頁；當前第16頁；編輯于星期六\14點49分常用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體功能連接黏性末端連接黏性末端或平末端結(jié)果恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵本文檔共67頁；當前第17頁；編輯于星期六\14點49分3.運載工具——載體“分子運輸車”

(1)類型

提醒

①質(zhì)粒本質(zhì)是DNA,不是細胞器;②特點:小型環(huán)狀。

(2)功能：將目的基因?qū)胧荏w細胞。

(3)應具備條件①能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復制；②有一個至多個限制酶的切割位點,以便于與外源基因連接；

③有特殊的遺傳標記基因,供重組DNA的檢測和鑒定。最常用載體:質(zhì)粒其他載體:λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等本文檔共67頁；當前第18頁；編輯于星期六\14點49分本文檔共67頁；當前第19頁；編輯于星期六\14點49分本文檔共67頁；當前第20頁；編輯于星期六\14點49分1.基因工程的操作步驟正確的操作順序是①使目的基因與運載體相結(jié)合②將目的基因?qū)胧荏w細胞③檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求④提取目的基因A．③②④① B．②④①③C．④①②③ D．③④①②本文檔共67頁；當前第21頁；編輯于星期六\14點49分二、基因工程的操作程序1、目的基因的獲得2、重組載體的構(gòu)建3、重組載體的轉(zhuǎn)化和篩選4、目的基因的表達和鑒定本文檔共67頁；當前第22頁；編輯于星期六\14點49分目的基因主要是指___________________編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因?qū)⑺枰幕驈墓w生物細胞內(nèi)提取出來常見的目的基因有：人胰島素基因、蘇云金桿菌抗棉鈴蟲基因、植物抗病基因（抗病毒、抗細菌)等。一、目的基因的獲取本文檔共67頁；當前第23頁；編輯于星期六\14點49分1、直接分離法——鳥槍法2、人工合成法——反轉(zhuǎn)錄法和化學合成法獲得目的基因的方法本文檔共67頁；當前第24頁；編輯于星期六\14點49分獲取目的基因的方法用限制酶切斷成許多片段1、直接分離法

——鳥槍法

用限制酶將完整的DNA隨機切成許多片段，然后用某種檢測方法挑選出所需要的基因。如用“核酸探針法”，核酸探針是用放射性同位素標記的DNA單鏈，具有非常特異的脫氧核苷酸序列，能與DNA互補鏈結(jié)合。本文檔共67頁；當前第25頁；編輯于星期六\14點49分

利用PCR（聚合酶鏈式反應）擴增原理：DNA的復制條件：四種脫氧核苷酸、ATP一對引物DNA聚合酶DNA的兩條鏈為模板拓展：PCR的條件不需要解旋酶，怎樣實現(xiàn)解旋？

加熱使DNA變性，破壞氫鍵，雙鏈打開，變?yōu)閱捂?。降溫重新形成氫鍵，自動復性。本文檔共67頁；當前第26頁；編輯于星期六\14點49分

引物(primer)：在DNA復制時，DNA聚合酶不能從頭開始復制，必須有一小段單鏈DNA或RNA，作為每個多核苷酸鏈延伸的出發(fā)點。5/3/G—GT—C3/5/A—GC—C5/3/引物ⅡG—G5/3/A—G引物Ⅰ前提：一段已知核苷酸序列的目的基因根據(jù)這一序列來合成引物。本文檔共67頁；當前第27頁；編輯于星期六\14點49分G—GT—CA—GC—C引物ⅡG—GA—G引物Ⅰ變性：加熱至90～95℃雙鏈DNA解鏈成為單鏈DNA退火：冷卻至55～60℃部分引物與模板的單鏈DNA的特定互補部位相配對和結(jié)合延伸：加熱至70～75℃以目的基因為模板，合成互補的新DNA鏈本文檔共67頁；當前第28頁；編輯于星期六\14點49分利用PCR技術(shù)擴增目的基因本文檔共67頁；當前第29頁；編輯于星期六\14點49分

以上過程都可以在自動化控制的PCR擴增儀內(nèi)進行，非常方便快速。本文檔共67頁；當前第30頁；編輯于星期六\14點49分PCR技術(shù)DNA復制相同點原理DNA復制(堿基互補配對)原料四種游離的脫氧核苷酸條件模板、ATP、酶、原料、引物不同點解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場所體外復制(PCR擴增儀)主要在細胞核內(nèi)酶熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)細胞內(nèi)含有的DNA聚合酶結(jié)果在短時間內(nèi)形成大量的DNA片段形成整個DNA分子思考：PCR技術(shù)和細胞DNA復制的不同點有哪些？本文檔共67頁；當前第31頁；編輯于星期六\14點49分目的基因的mRNA單鏈DNA雙鏈DNA(即目的基因)逆轉(zhuǎn)錄合成1）逆轉(zhuǎn)錄法：以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需的基因。蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列目的基因推測推測化學合成2）化學合成法

——根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法2.人工合成本文檔共67頁；當前第32頁；編輯于星期六\14點49分上述三種目的基因提取的方法有何優(yōu)缺點？優(yōu)點缺點鳥槍法反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知氨基酸合成DNA法操作簡便廣泛使用工作量大，盲目，分離出來的有時并非一個基因?qū)Ｒ恍詮姴僮鬟^程麻煩，mRNA很不穩(wěn)定，要求的技術(shù)條件較高專一性最強僅限于合成核苷酸對較少的簡單基因本文檔共67頁；當前第33頁；編輯于星期六\14點49分二、重組載體的構(gòu)建——核心質(zhì)粒DNA分子一個切口兩個黏性末端兩個切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）同一種限制酶思考：以上過程屬于可遺傳變異中的哪一種形式？

目的基因與運載體的結(jié)合過程，實際上是不同來源的基因重組的過程。本文檔共67頁；當前第34頁；編輯于星期六\14點49分

科學家在培育抗蟲棉時，經(jīng)過了許多復雜的過程和不懈的努力，才獲得成功。起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因插入載體質(zhì)粒中，然后導入棉花的受精卵中，結(jié)果抗蟲基因在棉花體內(nèi)沒有表達。然后在插入抗蟲基因的質(zhì)粒中插入啟動子(抗蟲基因首端)，導入棉花受精卵，長成的棉花植株還是沒有抗蟲能力?？茖W家又在有啟動子、抗蟲基因的質(zhì)粒中插入終止子(抗蟲基因末端)，導入棉花受精卵，結(jié)果長成的植株，有了抗蟲能力。資料:本文檔共67頁；當前第35頁；編輯于星期六\14點49分思考：根據(jù)剛才的資料，基因表達載體應該由哪些部分組成？思考：啟動子與起始密碼子，終止子與終止密碼子是同一概念嗎？思考：標記基因是什么作用？本文檔共67頁；當前第36頁；編輯于星期六\14點49分思考：作為基因工程表達載體，只需含有目的基因就可以完成任務嗎？為什么？2、構(gòu)建過程復制原點目的基因啟動子終止子標記基因等1、基因表達載體的組成想一想：其中有兩個DNA片段連接形成的的產(chǎn)物有幾種？本文檔共67頁；當前第37頁；編輯于星期六\14點49分①載體與表達載體的區(qū)別：二者都有標記基因和復制原點兩部分DNA片段。表達載體在載體基礎上增加了目的基因、啟動子、終止子三部分結(jié)構(gòu)②用到的工具酶：既用到限制酶切割載體，又用到DNA連接酶將目的基因和載體拼接，兩種酶作用的化學鍵都是磷酸二酯鍵③啟動子、終止子對于目的基因表達必不可少④目的基因不能單獨進入受體細胞，必需以表達載體的方式攜帶進去。注意本文檔共67頁；當前第38頁；編輯于星期六\14點49分重組載體的轉(zhuǎn)化和篩選轉(zhuǎn)化方法：基因槍法、顯微注射法和花粉管通道法。

返回轉(zhuǎn)化-----將目的基因?qū)胧荏w細胞三、本文檔共67頁；當前第39頁；編輯于星期六\14點49分1、導入植物細胞①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法:表達載體導入農(nóng)桿菌，再讓農(nóng)桿菌感染植物細胞②基因槍法③花粉管通道法本文檔共67頁；當前第40頁；編輯于星期六\14點49分顯微注射法：將基因表達載體提純，用顯微儀注射到受精卵中2、導入動物細胞本文檔共67頁；當前第41頁；編輯于星期六\14點49分3、導入微生物細胞①原核生物特點：繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)少用Ca2+處理細胞感受態(tài)細胞表達載體與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA分子②方法：Ca2+處理增大細胞壁通透性本文檔共67頁；當前第42頁；編輯于星期六\14點49分篩選：利用載體上的標記基因，借助選擇培養(yǎng)基進行篩選。將目的基因?qū)胧荏w細胞有表達產(chǎn)物(導入）無表達產(chǎn)物（未導入）選擇培養(yǎng)基（載體標記基因）返回本文檔共67頁；當前第43頁；編輯于星期六\14點49分

提醒

①唯一不涉及到堿基互補配對的操作步驟。②微生物做受體細胞主要是個體微小,代謝旺盛,

繁殖速度快,獲得目的基因產(chǎn)物多。③植物細胞還可用基因槍法和花粉管通道法。

本文檔共67頁；當前第44頁；編輯于星期六\14點49分對位訓練4.下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述,正確的是（）

A.重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和載體

B.所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列

C.選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞是因為細菌繁殖快

D.只要目的基因進入受體細胞就能實現(xiàn)表達C本文檔共67頁；當前第45頁；編輯于星期六\14點49分四、目的基因的表達與鑒定1、分子水平的檢測：分子雜交技術(shù)①檢測是否插入目的基因②檢測是否轉(zhuǎn)錄出mRNADNA分子雜交技術(shù)③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)本文檔共67頁；當前第46頁；編輯于星期六\14點49分例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達。2、還可以進行個體水平的鑒定依據(jù)其性狀進行檢測如：抗蟲或抗病的接種實驗本文檔共67頁；當前第47頁；編輯于星期六\14點49分對位訓練1.目的基因?qū)胧荏w細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性,只有通過鑒定與檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是 ()①檢測受體細胞中是否有目的基因②檢測受體細胞中是否有致病基因③檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA④檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)

A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④C本文檔共67頁；當前第48頁；編輯于星期六\14點49分5.利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是 （）

A．棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因

B．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC．山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列

D．酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白D本文檔共67頁；當前第49頁；編輯于星期六\14點49分

胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。假如讓你用基因工程的方法使大腸桿菌生產(chǎn)出人的胰島素，想一想，如何設計？

嘗試設計

本文檔共67頁；當前第50頁；編輯于星期六\14點49分1.下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對應的內(nèi)容，正確的組合是 本文檔共67頁；當前第51頁；編輯于星期六\14點49分2、下列屬于獲取目的基因的方法的是()①利用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成②從基因組文庫中提?、蹚氖荏w細胞中提取④利用PCR技術(shù)⑤利用DNA轉(zhuǎn)錄 ⑥人工合成A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥3.有關(guān)基因工程的敘述正確的是A．限制酶只在獲得目的基因時才用B．重組質(zhì)粒的形成是在細胞內(nèi)完成的C．質(zhì)粒都可作為運載體D．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料本文檔共67頁；當前第52頁；編輯于星期六\14點49分4.目的基因與運載體結(jié)合所需要的條件有()

①同一種限制酶②具有抗性基因的質(zhì)粒③RNA聚合酶④目的基因⑤DNA連接酶⑥四種脫氧核苷酸⑦ATPA.①②③④⑤⑥⑦B.①②④⑤⑥⑦

C.①②③④⑤D.①②④⑤⑦本文檔共67頁；當前第53頁；編輯于星期六\14點49分1）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苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體

C、運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接

D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來C練習本文檔共67頁；當前第54頁；編輯于星期六\14點49分2）不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是

A、能復制（）

B、有多個限制酶切點

C、具有標記基因

D、它是環(huán)狀DNAD練習本文檔共67頁；當前第55頁；編輯于星期六\14點49分3）有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是（）

A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來

B、限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得

C、目的基因須由運載體導入受體細胞

D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶A練習本文檔共67頁；當前第56頁；編輯于星期六\14點49分4）有關(guān)基因工程的敘述正確的是（）

A、限制酶只在獲得目的基因時才用

B、重組質(zhì)粒的形成在細胞內(nèi)完成

C、質(zhì)粒都可作為運載體

D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料D練習本文檔共67頁；當前第57頁；編輯于星期六\14點49分2.科學家通過基因工程的方法，能使大腸桿菌產(chǎn)生人的胰島素。以下敘述錯誤的是 （）

A.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質(zhì)粒

B.導入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達

C.DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶都是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶

D.目的基因的檢測與鑒定表達過程中沒有發(fā)生堿基互補配對D本文檔共67頁；當前第58頁；編輯于星期六\14點49分

胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。假如讓你用基因工程的方法使大腸桿菌生產(chǎn)出人的胰島素，想一想，如何設計？

嘗試設計

本文檔共67頁；當前第59頁；編輯于星期六\14點49分

拓展提升

DNA連接酶與DNA聚合酶的比較DNA

連接酶DNA

聚合酶作用實質(zhì)都是催化兩個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵是否需模板不需要需要連接DNA鏈雙鏈單鏈作用過程在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羥基上,形成磷酸二酯