专题1-基因工程(一轮复习)课件

一、基因工程的概念基因工程：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上设计和施工的，因此又叫DNA重组技术对基因工程的概念理解1.供体：提供__________2.操作环境：______3.操作水平：__________4.原理：__________5.受体：表达目的基因6.本质：性状在______体内表达7.优点：克服_______________障碍，定向改造生物_____目的基因体处分子水平基因重组受体远缘杂交不亲和性状一、基因工程的概念基因工程：按照人们的愿望，进行严格的设计，1一、基因工程的基本工具（1）来源：主要从______生物中分离纯化出来。（2）作用：识别特定的___________并切开相应两个核苷酸之间的_____________。（3）结果：产生__________或平末端。原核核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端1.限制性核酸内切酶（简称：限制酶）一、基因工程的基本工具（1）来源：主要从______生物中分22.DNA连接酶（1）种类：按来源可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。（2）作用：在两个核苷酸之间形成____________以连接______________。磷酸二酯键两段DNA片段2.DNA连接酶磷酸二酯键两段DNA片段3GAATTCGCTTAAAATTCG限制酶切割ＤＮＡ分子示意图

CTTAAG思考

要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？两个切口，四个黏性末端。一、基因工程的基本工具GAATTCGCT4作用：具备的条件种类：将外源基因送入受体细胞。能在宿主细胞内复制并稳定地保存具有多个限制酶切点具有某些标记基因质粒、噬菌体和动植物病毒。使用运载体的目的：用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去。一、基因工程的基本工具３、基因的运输工具——运载体作用：将外源基因送入受体细胞。能在宿主细胞内复制并稳定地保存5质粒的特点1、质粒是基因工程中最常用的运载体；2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中；3、细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子；4、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒；5、质粒的存在对宿主细胞无影响；6、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。（１）质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？（２）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？思考一、基因工程的基本工具质粒的特点1、质粒是基因工程中最常用的运载体；（１）质61、提取目的基因取出DNA用限制酶切断DNA目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。(1)目的基因的概念：人们需要的特定基因。三、基因工程的基本操作程序1、提取目的基因取出DNA用限制酶切断DNA目前被较广泛提取7（2）提取目的基因的途径提取目的基因的途径人工合成基因（真核细胞）反转录法根据已知氨基酸序列合成DNA从供体细胞的DNA中直接分离基因

方法：鸟枪法

三、基因工程的基本操作程序（2）提取目的基因的途径提取目的基因的途径人工合成基因（真核82、目的基因与运载体结合三、基因工程的基本操作程序（1）由图可知载体的组成：_________、启动子、终止子、__________。（2）构建目的：①使________在_________中稳定存在，并且可以遗传给下一代；②使________能够表达和发挥作用。目的基因标记基因目的基因目的基因受体细胞2、目的基因与运载体结合三、基因工程的基本操作程序（1）由图9载体(质粒)同一种限制酶切割带有黏性末端切口带有相同黏性末端的目的基因片段重组DNA(环状重组质粒)DNA连接酶DNA分子(含目的基因)2、目的基因与运载体结合载体(质粒)同一种限制酶切割带有黏性带有相同黏性末端重组DN103、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞将受体细胞进行扩增三、基因工程的基本操作程序3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞将受体细胞进11（1）转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持___________的过程。（2）常用方法：导入植物细胞:_____________、基因枪法、花粉管通道法导入动物细胞:_____________

导入微生物细胞:感受态细胞法（或Ca2+处理法）稳定和表达农杆菌转化法显微注射技术（1）转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持__12生物种类植物动物微生物常用方法受体细胞转化过程农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法体细胞受精卵原核细胞将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2+

处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子生物种类植物动物微生物常用方法受体细胞转化过程农杆菌转化法显134、目的基因的检测与表达三、基因工程的基本操作程序（1）_________________→目的基因的有无（2）分子杂交技术→________________（3）_______________→目的基因是否翻译（4）生物性状的表达与否→目的基因是否表达（个体水平）注：启动子、终止子与起始密码子、终止密码子不同：启动子、终止子在DNA上,在遗传信息转录时起调控作用；而起始密码子、终止密码子在mRNA上,在翻译时起作用,决定翻译的开始和结束。分子水平DNA分子杂交技术目的基因是否转录抗原—抗体杂交4、目的基因的检测与表达三、基因工程的基本操作程序（1）__14三、基因工程的基本操作程序三、基因工程的基本操作程序15基因工程的基本内容基因操作的基本步骤基因操作的工具限制性内切酶DNA连接酶运载体目的基因与运载体结合目的基因的检测和表达将目的基因导入受体细胞目的基因的提取基因工程的基本内容基因操作基因操作限制性内切酶DNA连接162DNA质粒细菌细胞DNA人体细胞胰岛素基因限制酶限制酶胰岛素利用生物工程获得胰岛素1四、基因工程的应用2DNA质粒细菌细胞DNA人体细胞胰岛素基因限制酶限制酶胰岛171.转基因植物类别应用实例抗虫抗病抗逆改良杀虫的基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等抗病毒基因:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因;抗真菌基因:几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗盐碱和抗干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因①转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30%②转基因延熟番茄储存时间可延长1～2个月③转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异1.转基因植物类别应用实例抗虫抗病抗逆改良杀虫的182.转基因动物类别应用实例提高生长速度改善畜产品品质生产药物作器官移植的供体如转外源生长激素基因绵羊和转外源生长激素基因鲤鱼生长速率快、体型大如将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大减低,而其他营养成分不受影响目前,已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要药品科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造,抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官2.转基因动物类别应用实例提高生改善畜生产药物作193.基因工程药物（1）来源：转基因的________。（2）成果：__________、抗体、_____、激素等。（3）作用：预防和治疗__________、心血管疾病、________、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4.基因治疗（1）方法：把_________导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。（2）效果：治疗________的最有效的手段。（3）分类：______基因治疗和______基因治疗。工程菌细胞因子人类肿瘤遗传病正常基因遗传病体内体外疫苗3.基因工程药物工程菌细胞因子人类肿瘤遗传病正常基因遗传病体20比较项目乳腺生物反应器工程菌基因结构基因表达受体细胞导入目的基因的方式动物基因的结构与人类基因的结构基本相同细菌或酵母菌等生物基因的结构与人类基因的结构有较大差异合成的药物蛋白与天然蛋白质相同细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器,产生的药物蛋白可能没有活性动物的受精卵微生物