演示文稿1基因工程的基本操作程序

1、基因工程基因工程转基因生物转基因生物什么是基因工程？什么是基因工程？练习：练习：基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序1 1、目的基因的获取、目的基因的获取2 2、基因表达载体的构建、基因表达载体的构建3 3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞4 4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定1.1 DNA1.1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具准确切割准确切割DNADNA的工具（的工具（“分子手术刀分子手术刀”） 限制性内切酶限制性内切酶DNADNA片段的连接工具（片段的连接工具（“分子缝合针分子缝合针”） DNADNA连接酶连接酶基因转移工具（基因转移工具（“分

2、子运输车分子运输车”） 运载体运载体概述：概述：切割切割DNADNA的工具是限制性核的工具是限制性核酸内切酶，又称限制酶。这类酶酸内切酶，又称限制酶。这类酶主要是从主要是从原核生物原核生物中分离纯化出中分离纯化出来的。现在已分离出约来的。现在已分离出约40004000种限种限制酶。限制酶能识别制酶。限制酶能识别双链双链DNADNA分分子子的某种特定核苷酸序列。的某种特定核苷酸序列。一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”特点：特点：限制酶能够识别限制酶能够识别双链双链DNADNA分子的某种分子的某种特定的特

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点切割点切割DNADNA分子。（专一性）分子。（专一性）例如：例如：大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)(E.coli)的的EcoEcoRR限制酶限制酶能识别能识别GAATTCGAATTC序列序列，并在，并在G G和和A A之间切开。之间切开。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分子实质是分子实质是断开两个核苷酸之间的断开两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键。一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”思考：思考：（1）在一个）在一个DNA分子

4、片段中，含分子片段中，含有有 个游离的磷酸基团，如果是个游离的磷酸基团，如果是环状环状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？产物：产物： 平末端平末端 （在中轴线处切割（在中轴线处切割DNADNA）一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”小结：小结：（1）限制酶的种类、分布、特点、作用部位、作用结果；）限制酶的种类、分布、特点、作用部位、作用结果；（2）练习）练习 1.酶的种类：酶的种类：二、二、DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”（1 1）DNADNA连接酶只能将双链连接酶只能将双链DNADNA片片段互补的段互补的黏性末端

5、黏性末端之间连接起来。之间连接起来。（2 2）T T4 4DNADNA连接酶（噬菌体）连接酶（噬菌体）两种酶的区别：两种酶的区别：（1 1）DNADNA连接酶（大肠杆菌）连接酶（大肠杆菌）（2 2）T T4 4DNADNA连接酶都能连接连接酶都能连接黏性末端黏性末端和和平末端，平末端，但连接平末端之间的效率比但连接平末端之间的效率比较低。较低。2.2.酶的作用：酶的作用：将双链将双链DNADNA分子片段分子片段“缝合缝合”起来，恢起来，恢复两个核苷酸之间的复两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键。二、二、DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”思考：比较思考：比较 (考点一考点一) 限制性内切

6、酶与限制性内切酶与DNA连接酶连接酶跟踪演练：跟踪演练：DNADNA复制复制思考：比较思考：比较DNADNA连接酶和连接酶和DNADNA聚酶？聚酶？DNADNA聚合酶只能将聚合酶只能将单个单个核苷酸核苷酸加到已有的加到已有的单链单链核苷酸片段的末端，形核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键成磷酸二酯键, ,需要摸板。需要摸板。DNADNA连接酶是连接连接酶是连接两个两个双链双链DNADNA片段片段的末端，的末端，形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键, ,不需要不需要摸板。摸板。要让一个从要让一个从甲甲生物生物细胞内取出来的基因在细胞内取出来的基因在乙乙生物体内进行表达，生物体内进行表达，首先得将这个基因送到

7、首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能乙生物的细胞内去。能将外源基因送入细胞的将外源基因送入细胞的工具就是工具就是运载体运载体。常用。常用的载体是的载体是质粒，还有质粒，还有噬菌体的衍生物、动植噬菌体的衍生物、动植物病毒等物病毒等。三、基因进入受体细胞的载体三、基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”作为基因工程运载体的条件作为基因工程运载体的条件能够在宿主细胞中能够在宿主细胞中复制并复制并稳定地稳定地保存保存。具具多种限制酶切点多种限制酶切点，以便与外源基因连，以便与外源基因连接。接。具有某些具有某些标记基因标记基因，便于进行，便于进行筛选筛选。载体是安全的，不能对受体细胞有害。载体

8、是安全的，不能对受体细胞有害。载体载体DNADNA分子大小应合适，以便提取和分子大小应合适，以便提取和在体外进行操作。在体外进行操作。 （2009高考高考-理综理综 山东）山东） 35. 人类在预防与诊疗传染性疾病过人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用程中，经常使用疫苗和抗体疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且蛋白为主要抗原，且疾苗生产和抗疾苗生产和抗体制备体制备的流程之一如下图：的流程之一如下图：四、典型例题解读四、典型例题解读基因工程与细胞工程基因工程与细胞工程 请回答：请回答： （1）过程）

9、过程代表的是代表的是 。 （2）过程）过程构建构建A基因表过载体基因表过载体时，必须使用时，必须使用 和和 两种两种工具酶工具酶。 （3）过程）过程采用的实验技术是采用的实验技术是 ，获得的，获得的X是是 。 （4）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图 中基因工程生产的中基因工程生产的 所制备的疫苗。对该所制备的疫苗。对该 传染病疑似患者确诊时，可以疑似患者体内分传染病疑似患者确诊时，可以疑似患者体内分 离病毒，与已知病毒进行离病毒，与已知病毒进行 比较；或用图中比较；或用图中 的的 进行特异性结合检测。进行特异性结合检测。 参考答案：参考答案：

10、（1） 逆转录逆转录 （2） 限制性核酸内切酶（限制酶限制性核酸内切酶（限制酶限制性内切酶）限制性内切酶） DNA连接酶（两空可以互换）连接酶（两空可以互换） （3） 细胞融合细胞融合 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 （4） A蛋白蛋白 核酸（基因）序列核酸（基因）序列 抗抗A蛋白的单克隆抗体蛋白的单克隆抗体合成基因合成基因组织、器官、细胞组织、器官、细胞基因组基因组DNADNAcDNAcDNA文库文库基因文库基因文库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：目的基因的获取目的基因的获取如何建立如何建立?解读解读cDNAcDNA文库文库的构建过程的构建过程(

11、1)(1)提取某种生提取某种生物发育某一时物发育某一时期的期的mRNA;mRNA;(2)mRNA(2)mRNA反转录反转录形成形成DNADNA片段片段; ;(3)DNA(3)DNA片段与片段与载体连接后载体连接后, ,储储存在一个受体存在一个受体菌的群体中。菌的群体中。操作简便操作简便广泛使用广泛使用工作量大，盲目，工作量大，盲目，分离出来的有时并分离出来的有时并非一个基因非一个基因专一性强专一性强操作过程麻烦，操作过程麻烦，mRNAmRNA很不稳定，要很不稳定，要求的技术条件较高求的技术条件较高专一性最强专一性最强仅限于合成核苷酸仅限于合成核苷酸对较少的简单基因对较少的简单基因目的基因转移目

12、的基因转移 转化或感染转化或感染合成基因合成基因组织、器官、细胞组织、器官、细胞基因组基因组DNADNAcDNAcDNA文库文库基因文库基因文库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：基因表达载体构建基因表达载体构建（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心

13、（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心人胰岛素基因与质粒结合形成人胰岛素基因与质粒结合形成重组质粒重组质粒你知道双酶切法吗？你知道双酶切法吗？例例1 1（1010年江苏高考）下表中列出了几种限制酶识别序列及年江苏高考）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图其切割位点，图1 1、图、图2 2中箭

14、头表示相关限制酶的酶切位点。中箭头表示相关限制酶的酶切位点。 与只使用与只使用EcoEcoRR相比较，使用相比较，使用BamBamHH和和HinHindd两种限制酶同时处理质粒、两种限制酶同时处理质粒、外源外源DNADNA的优点在于可以防止的优点在于可以防止_。原核细原核细胞表达胞表达真核细真核细胞表达胞表达植物中植物中表达表达动物中动物中表达表达人体人体表达表达发酵发酵工程工程转基因转基因植物植物动物器官动物器官发生器发生器转基因转基因动物动物基因基因治疗治疗目的基因转移目的基因转移 转化或感染转化或感染合成基因合成基因组织、器官、细胞组织、器官、细胞基因组基因组DNADNAcDNAcDNA

15、文库文库基因文库基因文库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：将目的基因导将目的基因导入受体细胞入受体细胞第四步：第四步：目的基因的检目的基因的检测与鉴定测与鉴定将目的基因导入植物细胞将目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法农杆菌转化法 鉴定：（个体水平）鉴定：（个体水平） 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物1、例例22、课时作业：、课时作业：1、2、3、6、7、8、9、10、11思考：思考：跟踪演练跟踪演练2四、典型例题解读四、典型例题解读基

16、因工程操作过程基因工程操作过程3、（、（2008高考高考-理综理综 天津）（天津）（20分）下图为人分）下图为人珠蛋白基因珠蛋白基因 与与mRNA杂交的示意图，杂交的示意图，表示基因的不同功能区。据表示基因的不同功能区。据图回答：图回答： （1）上述分子杂交的原理是）上述分子杂交的原理是_；细胞中；细胞中珠蛋白基珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是因编码区不能翻译的序列是_（填写图中序号）。（填写图中序号）。（2）细胞中）细胞中珠蛋白基因开始转录时，能识别和结合珠蛋白基因开始转录时，能识别和结合中调中调控序列的酶是控序列的酶是_。（3）若一个卵原细胞的一条染色体上，）若一个卵原细胞的一条染色体上，珠蛋白基因的编码珠蛋白基因的编码区中一个区中一个A替换成替换成T，则由，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率基因的概率是是_。( 4 ）上述突变基因的两个携带者）上述突变基因的两个携带者婚配婚配，其后代中，其后代