高中生物选修三专题基因工程复习课件

高中生物选修三专题基因工程复习课件限制酶DNA连接酶载体作用特点(条件)常用类型学、科、网zxxk、(1)识别特定得核苷酸序列(2)在特定位点上切割(1)E·coliDNA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)具有特殊得标记基因EcoRⅠ限制酶SmaⅠ限制酶E·coliDNA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得原因就是:原核生物不存在该酶得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①将目得基因转移到宿主细胞内。②利用她在宿主细胞内对目得基因进行大量复制。(2)具备得条件①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。②有多个限制酶切割位点。③具有特殊得标记基因,以便进行筛选。【例1】

(2010·江苏高考·T27)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相关限制酶得酶切位点。请回答下列问题:限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSma

Ⅰ识别序列及切割位点G↓GATCCCCTAG↑GA↓AGCTTTTCGA↑AG↓AATTCCTTAA↑GCCC↓GGGGGG↑CCC(1)一个图1所示得质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有________个游离得磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造,插入得SmaⅠ酶切位点越多,质粒得热稳定性越________。(3)用图中得质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因就是________________。(4)与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA得优点在于可以防止________。限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSma

Ⅰ识别序列及切割位点G↓GATCCCCTAG↑GA↓AGCTTTTCGA↑AG↓AATTCCTTAA↑GCCC↓GGGGGG↑CCC0,2高SmaⅠ会破坏质粒得抗性基因、外源DNA中得目得基因质粒和含目得基因得外源DNA片段自身环化(5)为了获取重组质粒,将切割后得质粒与目得基因片段混合,并加入________________酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因得作用就是为了________。(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力得大肠杆菌突变体,然后在________________________得培养基因培养,以完成目得基因表达得初步检测。限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSma

Ⅰ识别序列及切割位点G↓GATCCCCTAG↑GA↓AGCTTTTCGA↑AG↓AATTCCTTAA↑GCCC↓GGGGGG↑CCCDNA连接鉴别和筛选含有目得基因得细胞蔗糖为唯一含碳营养物质1、获取目得基因和切割载体时使用同一种限制酶,目得就是产生相同得黏性末端。2、获取一个目得基因需限制酶切割两次,共产生4个黏性末端或平末端。3、限制酶切割位点得选择必须保证标记基因得完整性,以便于检测和筛选。学、科、网zxxk、2、基因工程得基本操作程序(1)目得基因得获取①从基因文库中获取目得基因优点:有了基因文库,就可以随时从中提取所需要得目得基因,引入受体细胞使之表达。目得基因得获取、基因表达载体得构建、将目得基因导入受体细胞、目得基因得检测与鉴定②人工合成目得基因③利用PCR技术扩增目得基因a、PCR:就是一项在生物体外复制特定DNA片段得核酸合成技术。PCR扩增就是获取目得基因得一种非常有用得方法,也就是进行分子鉴定和检测得一种很灵敏得方法。b、目得:通过指数式扩增获取大量得目得基因。(2)基因表达载体得构建学、科、网zxxk、①目得:使目得基因在受体细胞中稳定存在,并可以遗传给下一代,并使目得基因能够表达和发挥作用。(2)基因表达载体得构建方法大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静

(1)一般来说,天然载体往往不能满足人类得所有要求,因此人们根据不同得目得和需要,需要对某些天然得载体进行人工改造。(2)插入得目得基因得表达需要调控序列,因而用作载体得质粒得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”得条件就是 (

)①能够自我复制②双链环状DNA分子③有多个限制酶切点④有标记基因⑤真核细胞中没有A、①②③④⑤ B、①②③④C、①③④ D、②③⑤【答案】

C2、(2009年南通调研)下列关于基因表达载体构建得相关叙述,不正确得就是 (

)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、启动子位于目得基因得首端【答案】

B(3)将目得基因导入受体细胞①目得:目得基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达得过程。②受体细胞种类不同,导入方法不同。受体细胞种类方法植物细胞①农杆菌转化法:目得基因插入Ti质粒得T－DNA→转入农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和表达②基因枪法③花粉管通道法受体细胞种类方法动物细胞显微注射法:目得基因得表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→新性状动物微生物细胞Ca2＋处理受体细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子③受体生物不同,所用得受体细胞种类也不相同。a、植物:可以就是卵细胞(受精卵)、体细胞(可经组织培养成为完整植株)。b、动物:受精卵(因为体细胞得全能性受到严格限制)。④转化实质:目得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得选择基因工程得目得不同,可选用得受体细胞不同。(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得特点,可在短期内获得大量产品。(4)目得基因得检测与鉴定类型步骤检测内容方法结果显示分子检测导入检测目得基因就是否插入受体细胞染色体得DNA上表达检测目得基因就是否转录出mRNA目得基因就是否翻译出蛋白质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)就是否成功显示出杂交带同上同上个体生物学水平得鉴定①抗虫或抗病得接种实验②基因工程产品与天然产品活性得比较【例2】

(2009·福建高考·T32)转基因抗病香蕉得培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答:(1)构建含抗病基因得表达载体A时,应选用限制酶__________________,对_________________进行切割。(2)培养基中得卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞得生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因得香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有______________,作为标记基因。PstⅠ、EcoRⅠ含抗病基因得DNA、质粒抗卡那霉素基因1、使用限制酶切割目得基因和质粒时,既要保证形成相同黏性末端,又要考虑保证目得基因和质粒中得标记基因得完整性。2、标记基因就是鉴别受体细胞中就是否含目得基因得依据。利用质粒作载体时往往利用其上得某抗性基因作标记基因,又可利用其抗性在适当得选择培养基上选择培养。2、如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出杀虫晶体蛋白基因(简称Bt基因)及形成转基因抗虫植物得图解。请分析回答:(1)写出b过程得表达式________________________。(2)人工合成目得基因得方法有①________;②________。(3)将目得基因和载体(质粒)结合得工具酶有________酶和________酶。(4)科学家计划从哺乳动物得乳汁中提取某种抗体,应将控制抗体合成得基因导入该种动物得________中,导入基因成功表达得标志就是________。【答案】(1)Bt基因mRNA原毒素(晶体蛋白)

(2)①反转录法②化学合成法(3)限制性核酸内切DNA连接(4)受精卵动物乳汁中含此种抗体二、基因工程得应用成果及蛋白质工程1、基因工程得应用成果(1)乳腺生物反应器与微生物生产得比较类型项目乳腺生物反应器微生物生产基因结构动物基因结构与人类基因结构相同与人类基因结构不同基因表达与天然蛋白质活性没有区别由于缺少内质网、高尔基体等细胞器,产物可能不具有生物活性产物提取从乳汁中较易分离提取从细胞中提取,较为复杂生产设备畜牧业生产,加工提取设备工业生产,设备精良 乳腺生物反应器受生物性别得限制,若从动物尿液中提取目得基因产物则不受性别限制。(2)基因治疗项目类型外源基因类型及举例过程特点成果举例体外基因治疗腺苷酸脱氨酶基因①从病人体内获得某种细胞②细胞培养③体外完成基因转移④筛选并扩增培养⑤重新输入患者体内操作复杂,但成功率高治疗复合型免疫缺陷症体内基因治疗治疗遗传性囊性纤维化病得基因外源基因―→载体携带体内相应组织细胞操作简单,成功率低治疗遗传性囊性纤维化病 基因治疗就是治疗人类遗传病得根本方法,但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病得分子机理,基因治疗只处于初期得临床试验阶段。2、蛋白质工程(1)概念:就是指以蛋白质分子得结构规律及其与生物功能得关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新得蛋白质,以满足人类得生产和生活得需求。(2)过程:预期蛋白质功能→设计预期得蛋白质结构→推测应有得氨基酸序列→找到对应得脱氧核苷酸序列。(3)蛋白质工程与基因工程比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能→设计预期得蛋白质结构→推测应有得氨基酸序列→找