专题一-基因工程复习课PPT课件

一、基因工程的工具及其操作程序1基因工程的基本工具,限制酶,DNA连接酶,载体,切割目的基因和载体,连接DNA片段，形成重组DNA,携带目的基因进入受体细胞,核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键,(1)识别特定的核苷酸序列(2)在特定位点上切割,(1)EcoliDNA连接酶只连接黏性末端(2)T4DNA连接酶连接黏性末端和平末端,(1)能在宿主细胞内稳定存在并大量复制(2)有多个限制酶切割位点(3)具有特殊的标记基因,EcoR限制酶Sma限制酶,EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶,质粒、噬菌体、动植物病毒,1.限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。2.DNA连接酶起作用时不需要模板。,2.载体(1)作用将目的基因转移到宿主细胞内。利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。(2)具备的条件能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。有多个限制酶切割位点。具有特殊的标记基因，以便进行筛选。,1.获取目的基因和切割载体时使用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。2.获取一个目的基因需限制酶切割两次，共产生4个黏性末端或平末端。3.限制酶切割位点的选择必须保证标记基因的完整性，以便于检测和筛选。,2.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的获取从基因文库中获取目的基因优点：有了基因文库，就可以随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。,目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定,人工合成目的基因,利用PCR技术扩增目的基因aPCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。PCR扩增是获取目的基因的一种非常有用的方法，也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。b目的：通过指数式扩增获取大量的目的基因。(2)基因表达载体的构建目的：,使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。,(2)基因表达载体的构建方法,(1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，需要对某些天然的载体进行人工改造。(2)插入的目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位之前需有启动子，之后需有终止子。,1(2009年潍坊模拟)质粒作为“分子运输车”的条件是()能够自我复制双链环状DNA分子有多个限制酶切点有标记基因真核细胞中没有ABCD【答案】C,2(2009年南通调研)下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()A需要限制酶和DNA连接酶B必须在细胞内进行C抗生素抗性基因可作为标记基因D启动子位于目的基因的首端【答案】B,(3)将目的基因导入受体细胞目的：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。受体细胞种类不同，导入方法不同。,受体生物不同，所用的受体细胞种类也不相同。a植物：可以是卵细胞(受精卵)、体细胞(可经组织培养成为完整植株)。b动物：受精卵(因为体细胞的全能性受到严格限制)。转化实质：目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。,基因工程中受体细胞的选择基因工程的目的不同，可选用的受体细胞不同。(1)培育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。(2)培育转基因植物，受体细胞可选用受精卵或体细胞，若选用体细胞，再通过植物组织培养，即可获得转基因植株。(3)若生产基因工程药品，受体细胞一般选用细菌，利用细菌繁殖速度快的特点，可在短期内获得大量产品。,(4)目的基因的检测与鉴定,DNA分子杂交技术(DNA和DNA之间),核酸分子杂交技术(DNA和mRNA之间),蛋白质分子杂交(抗原和抗体之间),是否成功显示出杂交带,同上,同上,【例2】(2009福建高考T32)转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四种限制酶切割位点。请回答：,(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶_，对_进行切割。(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有_，作为标记基因。,Pst、EcoR,含抗病基因的DNA、质粒,抗卡那霉素基因,1.使用限制酶切割目的基因和质粒时，既要保证形成相同黏性末端，又要考虑保证目的基因和质粒中的标记基因的完整性。2.标记基因是鉴别受体细胞中是否含目的基因的依据。利用质粒作载体时往往利用其上的某抗性基因作标记基因，又可利用其抗性在适当的选择培养基上选择培养。,二、基因工程的应用成果及蛋白质工程1基因工程的应用成果(1)乳腺生物反应器与微生物生产的比较,(2)基因治疗,基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初期的临床试验阶段。,2蛋白质工程(1)概念：是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰