专题基因工程一轮复习专家讲座

专题一基因工程专题基因工程一轮复习专家讲座第1页一、基因工程概念基因工程：按照人们愿望，进行严格设计，并经过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新遗传特征，从而创造出更符合人们需要新生物类型和生物产品。因为基因工程是在DNA分子水平上设计和施工，所以又叫DNA重组技术对基因工程概念了解1.供体：提供__________2.操作环境：______3.操作水平：__________4.原理：__________5.受体：表示目标基因6.本质：性状在______体内表示7.优点：克服_______________障碍，定向改造生物_____目标基因体处分子水平基因重组受体远缘杂交不亲和性状专题基因工程一轮复习专家讲座第2页一、基因工程基本工具（1）起源：主要从______生物中分离纯化出来。（2）作用：识别特定___________并切开对应两个核苷酸之间_____________。（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）专题基因工程一轮复习专家讲座第3页2.DNA连接酶（1）种类：按起源可分为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片段专题基因工程一轮复习专家讲座第4页GAATTCGCTTAAAATTCG限制酶切割ＤＮＡ分子示意图

CTTAAG思索

要想取得某个特定性状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、基因工程基本工具专题基因工程一轮复习专家讲座第5页作用：具备条件种类：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留含有多个限制酶切点含有一些标识基因质粒、噬菌体和动植物病毒。使用运载体目标：用它作为运载工具，将目标基因送到宿主细胞中去。一、基因工程基本工具３、基因运输工具——运载体专题基因工程一轮复习专家讲座第6页质粒特点1、质粒是基因工程中最惯用运载体；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小型环状DNA分子；4、最惯用质粒是大肠杆菌质粒；5、质粒存在对宿主细胞无影响；6、质粒复制只能在宿主细胞内完成。（１）质粒上会存在一些标识基因，标识基因有什么用途？（２）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几个限制性内切酶和几个DNA连接酶处理？思索一、基因工程基本工具专题基因工程一轮复习专家讲座第7页1、提取目标基因取出DNA用限制酶切断DNA当前被较广泛提取使用目标基因有：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)目标基因概念：人们需要特定基因。三、基因工程基本操作程序专题基因工程一轮复习专家讲座第8页（2）提取目标基因路径提取目标基因路径人工合成基因（真核细胞）反转录法依据已知氨基酸序列合成DNA从供体细胞DNA中直接分离基因

方法：鸟枪法

三、基因工程基本操作程序专题基因工程一轮复习专家讲座第9页2、目标基因与运载体结合三、基因工程基本操作程序（1）由图可知载体组成：_________、开启子、终止子、__________。（2）构建目标：①使________在_________中稳定存在，而且能够遗传给下一代；②使________能够表示和发挥作用。目标基因标识基因目标基因目标基因受体细胞专题基因工程一轮复习专家讲座第10页载体(质粒)同一个限制酶切割带有黏性末端切口带有相同黏性末端目标基因片段重组DNA(环状重组质粒)DNA连接酶DNA分子(含目标基因)2、目标基因与运载体结合专题基因工程一轮复习专家讲座第11页3、将目标基因导入受体细胞将目标基因导入受体细胞将受体细胞进行扩增三、基因工程基本操作程序专题基因工程一轮复习专家讲座第12页（1）转化:目标基因进入受体细胞内,而且在受体细胞内维持___________过程。（2）惯用方法：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）稳定和表示农杆菌转化法显微注射技术专题基因工程一轮复习专家讲座第13页生物种类植物动物微生物惯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标基因插入到Ti质粒T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞DNA上→表示将含有目标基因表示载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→取得含有新性状动物Ca2+

处理细胞→感受态细胞→重组表示载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子专题基因工程一轮复习专家讲座第14页4、目标基因检测与表示三、基因工程基本操作程序（1）_________________→目标基因有没有（2）分子杂交技术→________________（3）_______________→目标基因是否翻译（4）生物性状表示是否→目标基因是否表示（个体水平）注：开启子、终止子与起始密码子、终止密码子不一样：开启子、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,决定翻译开始和结束。分子水平DNA分子杂交技术目标基因是否转录抗原—抗体杂交专题基因工程一轮复习专家讲座第15页三、基因工程基本操作程序专题基因工程一轮复习专家讲座第16页基因工程基本内容基因操作基本步骤基因操作工具限制性内切酶DNA连接酶运载体目标基因与运载体结合目标基因检测和表示将目标基因导入受体细胞目标基因提取专题基因工程一轮复习专家讲座第17页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素利用生物工程取得胰岛素1四、基因工程应用专题基因工程一轮复习专家讲座第18页1.转基因植物类别应用实例抗虫抗病抗逆改良杀虫基因主要有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调整细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因①转基因玉米中赖氨酸含量比对照提升30%②转基因延熟番茄储存时间可延长1～2个月③转基因矮牵牛展现出自然界没有颜色变异专题基因工程一轮复习专家讲座第19页2.转基因动物类别应用实例提升生长速度改进畜产品品质生产药品作器官移植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,使取得转基因牛分泌乳汁中,乳糖含量大大减低,而其它营养成份不受影响当前,已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表示出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等主要药品科学家正试图利用基因工程方法对猪器官进行改造,抑制抗原决定基因表示,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转基因克隆猪器官专题基因工程一轮复习专家讲座第20页3.基因工程药品（1）起源：转基因________。（2）结果：__________、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，使该基因表示产物发挥功效。（2）效果：治疗________最有效伎俩。（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专题基因工程一轮复习专家讲座第21页比较项目乳腺生物反应器工程菌基因结构基因表示受体细胞导入目标基因方式动物基因结构与人类基因结构基本相同细菌或酵母菌等生物基因结构与人类基因结构有较大差异合成药品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,产生药品蛋白可能没有活性动物受精卵微生物细胞显微注射法感受态细胞法乳腺生物反应器与工程菌生产药品比较专题基因工程一轮复习专家讲座第22页基因治疗与基因诊疗原理操作过程进展基因治疗基因诊疗基因表示碱基互补配对利用正常基因导入有基因缺点细胞中,以表示出正常性状来治疗临床试验制作特定DNA探针与病人样品DNA混合分析杂交带情况临床应用专题基因工程一轮复习专家讲座第23页1.概念了解（1）基础：蛋白质分子__________及其与生物功效关系。（2）操作：__________或基因合成。（3）结果：改造了现有蛋白质或制造出____________。（4）目标：满足人类_____________需求。2.操作过程从预期____________出发→设计预期__________→推测应有___________→找到相对应_______________(基因)→

基因表示→产生需要蛋白质。结构规律基因修饰新蛋白质生产和生活蛋白质功效蛋白质结构氨基酸序列脱氧核苷酸序列五、蛋白质工程专题基因工程一轮复习专家讲座第24页蛋白质工程与基因工程比较蛋白质工程基因工程区别过程目结果联络从预期蛋白质功效出发→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到相对应脱氧核苷酸序列(基因)目标基因获取→基因表示载体构建→