基因工程复习培训课件.ppt

基因工程复习,考情分析,命题重点：基因工程的工具与操作程序 基因工程的原理和应用 考查频度：高考近几年的高频考点,5年19考 如2016年全国1卷和3卷 考查方向：以最新基因工程成果为载体，通过与其他工程技术综合考查学生解决实际问题的能力。培养学科核心素养。,学情分析,同学们普遍认为较难掌握 1.对基因工程的原理和目的不够清晰 2.该记的基础知识记不牢，对基因工程操作的步骤不熟悉。 3.不会将基因工程和其他工程技术相联系(植物组织培养、动物细胞培养、核移植、胚胎移植等),必背高频考点自测,1.基因工程的原理是_ 。 2.不同生物的基因之间能拼接的原因是_。 3.能把基因从DNA上切割下来的是_ 它的作用部位是_。 4.既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。,5.标记基因的作用 _。 6.作为运载体所必备的条件_。 7.PCR技术的原理_,需要的条件_。 8.Ti质粒上可转移的DNA称为_。 9.启动子上有_酶的结合位点。,基因工程,基本工具,操作程序,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,运载体,分类及区别 作用,常用载体：质粒：特点 载体条件 其他载体,目的基因的获取,从基因文库中获取 人工合成 利用PCR技术扩增,基因组文库 cDNA文库,原理 条件 过程,基因表达载体的构建,目的 组成及作用,目的基因导入受体细胞,植物细胞 动物细胞 微生物细胞,主要：农杆菌转化法,显微注射技术,Ca2+处理,目的基因的检测与鉴定,分子水平的检测 个体生物水平的鉴定,应用,转基因植物,转基因动物,基因工程药物,基因治疗,抗虫转基因植物 抗病转基因植物 抗逆转基因植物 改良植物品质,提高动物生长速度 改善畜产品质量 生产药物 做器官移植供体,蛋白质工程,概念 原理 应用,来源 特点 识别核苷酸序列 结果,II,II,II,I,基因工程必须掌握的问题,一、什么是基因工程？ 二、基因工程的意义？ 三、基因工程为什么能进行？ 四、基因工程的操作工具和具体步骤又哪些？,什么是基因工程？,基因工程，又叫DNA重组技术或基因拼接技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传特性。 -体外进行 -DNA分子操作水平 联系-其他学过的技术手段,基因工程的意义？,目的：通过改造生物的遗传性状而获得人类所需的生物新品种或基因产品,基因工程为什么能进行？,1.不同生物的基因能拼接的原理： DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸 DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构 2.外源基因能在受体细胞内表达的原因： 所有生物共用一套遗传密码,复习的主要内容,1、基因工程的工具 2、基因工程的基本程序 3、解题方法,基因的剪刀（分子手术刀） 限制性核酸内切酶（限制酶） 基因的针线（分子缝合针） DNA连接酶 基因的运输工具（分子运输车） 运载体,限制性核酸内切酶,1.简称限制酶（没有其他简称） 2.是酶就具有酶的一切特性（专一性、高效性，需要适宜的温度、PH） 3.能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列（不能识别RNA序列，不一定只能识别一种序列，有特例） 4.作用部位：磷酸二酯键 5.DNA切割的结果：产生黏性末端或平末端 6.相同限制酶切出的末端一定相同，不 同限制酶切出的末端也可能相同（强化训练1）,特别注意,1.在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶,以获得相同的黏性末端.但如果两种不同限制酶切割后形成相同的黏性末端时,在DNA连接酶的作用下目的基因和载体也可以连接起来。 2.为了防止目的基因自身连接或载体自身的连接,可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体。,DNA连接酶,作用部位：磷酸二酯键（切哪缝哪） E.coliDNA连接酶只能连粘性末端 T4 DNA连接酶既能连黏性末端也能连平末端 比较： 限制酶 ECOR1切出的是黏性末端 Sma1切出的是平末端,运载体,载体的作用 将 目的基因 转移到受体细胞中去 作为运载体必备的条件 1.有一 个至多个酶切位点(供外源基因插入) 2.在细胞中能稳定保存并自我复制（让目的基因能一起复制） 3.具有标记基因(供重组DNA的鉴定和选择) -最常用的载体质粒（大肠杆菌Ti质粒含T-DNA） 噬菌体的衍生物 动植物病毒,连接两个DNA片段，是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口,基因工程,识别某种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的切点切割,基因工程,DNA复制、PCR技术,在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸,转录,DNA复制,使碱基间氢键断裂形成单脱氧核苷酸链 注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94）可使DNA解旋。,逆转录，CDNA文库,以RNA为模板合成DNA,在核糖核苷酸链上添加 单个核糖核苷酸,基因工程的基本操作程序,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建,3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,步骤一 获得目的基因,1、人工合成,2、从基因文库中获取,3、利用PCR技术扩增,(基因比较小，序列已知),(已知一段目的基因核苷酸序列),原理:DNA分子复制 条件：模板、 引物 热稳定DNA聚合酶 四种脱氧核苷酸 能量,表达载体需由哪几部分组成,复制原点（复制起点） 启动子（RNA聚合酶识别 和结合的部位） 目的基因（位于启动子和 终止子之间） 终止子（终止转录） 标记基因（鉴别受体细胞 中是否含有目的基因，如抗生素 的抗性基因。构建时不 能破坏）,第二步： 基因表达载体的构建,简述目的基因与运载体结合的过程,第三步：将目的基因导入受体细胞,将目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法、基因枪法，花粉管通道法 将目的基因导入动物细胞 显微注射法 将目的基因导入微生物细胞 感受态细胞法（ Ca2+处理）,-转化的过程,目的基因进入受体细胞并在受体细胞内维持稳定和表达的过程,步骤四 目的基因的检测和鉴定,接种实验,抗原抗体杂交法,分子杂交法,DNA分子杂交法,归纳: 基因工程的基本操作程序,获取目的基因 从基因文库 利用PCR 化学方法人工合成 构建基因表达载体 目的基因、启动子、终止子、标记基因 将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法、显微注射法、感受态细胞法（Ca2+处理） 目的基因的检测与鉴定 检测：是否插入、转录、翻译,归纳： 核心步骤？ 需要用到限制酶的步骤？ 需要用到DNA连接酶的步骤？ 不涉及碱基互补配对的步骤？,解题思路： 一.明确目的，要获得什么 ？是基因产品、转基因植物还是转基因动物-把握整体方向。,1.获得基因产品：获取能控制对应产物合成的基因-将它导入微生物细胞中(易培养繁殖快遗传物质简单)-培养微生物大量繁殖-获得大量目的基因的表达产物 2.获得转基因植物：获得含目的基因的植物细胞-进行植物组织培养-获得转基因植物 3.获得转基因动物：将目的基因导入动物受精卵（或通过核移植获得）-早期胚胎培养-胚胎移植-获取转基因动物,二.细化过程 1.目的基因是什么基因（具体名称）怎样获取？需要将它放到哪里去表达？ 2. 怎样能让目的基因能成功进入受体细胞并表达（完成转录翻译） 3.检测是否成功（成功的标志是?）,1.转基因生物可用于生产人类所需要的药用蛋,如激素、抗体、疫苗、酶等。下图一是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答下列问题。,(1)基因工程的核心步骤是_(填字母)。此过程所需的工具酶是_。 (2)下图二是运载体和反转录得到的胰岛素基因的片段，已知限制酶I的识别序列和切点是G GATCC，限制酶的识别序列和切点是 GATC。Gene和Gene为质粒上的标记基因，根据图分析，应用限制酶_切割质粒，用限制酶_切割目的基因。构建的重组质粒中，除含有外源基因、标记基因外，还必须含有_和_。 (3)图一B过程中，常用_处理使细菌成为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。 (4)如果从分子水平检测人胰岛素基因是否表达成功，可以采用_方法。,2.如图为我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图,据图回答问题,(1)绿色荧光