专题1《基因工程》专题复习课件

1、基因工程专题复习,一、基因工程的基本操作工具,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。,1、来源：,2、作用：,3、结果：,形成两种末端,“分子手术刀” 限制酶,G A A T T C,限制酶切割分子示意图,C T T A A G,黏性末端,黏性末端,什么叫平末端？,1、下列关于限制酶的说法正确的是（ ） A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键,B,2

2、.右图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是 A的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 B解旋酶作用的部位是 C某限制性核酸内切酶可选择处作为切点 DDNA连接酶可连接处断裂的化学键,BD,“分子缝合针” 连接酶,.作用：连接磷酸二酯键,而不是氢键。,EcoliDNA连接酶：连接黏性末端,T4DNA连接酶：连接黏性末端和平末端,.DNA连接酶的种类,DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点？,双链,单链,在两DNA片段之间形成磷酸二酯键,将单个脱氧核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯键,都能形成磷酸二酯键,“分子运输车” 载体,1. 载体的必要条件,能自我复制，或能进入受体生物细胞并在受体生物

3、细胞内复制并表达； 有一个至多个限制酶切割位点 具有某些标记基因,2.常用的载体：质粒、噬菌体和动植物病毒。,二、基因工程的基本操作程序,基因工程基本操作的四个步骤,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建,3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,一、目的基因的获取,(一)、目的基因主要是_,编码蛋白质的结构基因,请举例,（二）、获取目的基因的常用方法有哪些?,1、从基因文库中获取,2、利用PCR技术扩增,3、人工合成,1、从基因文库中获取目的基因,将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库.,基因文库,怎样

4、从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?,依据：目的基因的有关信息 如：根据基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性,从基因文库中得到目的基因的方法, 概念：PCR全称为_，是一项 在生物_复制_的核酸合成技术,条件：_、_、_ 、 _ .,原理：_,聚合酶链式反应,体外,特定DNA片段,DNA复制,模板DNA,四种脱氧核苷酸,DNA引物,热稳定DNA聚合酶,2.利用PCR扩增目的基因,过程,a、变性（90-95）：双链DNA模板 在热作用下，_断裂，形成_,b、复性（复性55-60）：系统温度降低，引 物与DNA模板结合，形成局部_。

5、,c、延伸（70-75）：在Taq酶的作用下， 合成与模板互补的_。,氢键,单链DNA,双链,DNA链,3.人工合成,根据已知的氨基酸序列合成DNA,蛋白质的氨基酸序列,mRNA的核苷酸序列,结构基因的核苷酸序列,推测,推测,目的基因,化学合成,质粒,目的基因,限制酶处理,一个切口 两个黏性末端,两个切口 获得目的基因,DNA连接酶,表达载体,同一种,1.过程,二、基因表达载体的构建核心,a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代,b、同时使目的基因能表达和发挥作用,思考：作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？,2、基因表达载体的作用,3.基因表达载体的组成：,它们有什么

6、作用？,a、目的基因,b、启动子,c、终止子,d、标记基因,位于基因的首端,是mRNA结合位点,位于基因的末端,终止转录,检测目的基因是否导入受体细胞,常用的受体细胞：,有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。,将目的基因导入受体细胞的原理,借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。,三、将目的基因导入受体细胞转化,1、将目的基因导入植物细胞,农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法,2、将目的基因导入动物细胞,显微注射技术：将基因表达载体提纯，用显微仪 注射到受精卵中,3、导入微生物细胞,原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少,用Ca2+处理细胞 感受态细胞 表达载体与感受态细胞混合 感受

7、态细胞吸收DNA分子,方法：,四、目的基因的检测与鉴定,检测,导入检测：目的基因是否导入受体细胞,方法,DNA分子杂交,表达检测,转录检测分子杂交,翻译检测抗原抗体杂交,分子检测法,鉴定,抗虫鉴定 抗病鉴定 活性鉴定等,个体水平的鉴定,1下列有关基因工程技术的正确叙述是（ ） A重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体 B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达,C,2.科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。图示a处为胰岛素基

8、因与大肠杆菌质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是 （ ） A基因自由组合定律 B半保留复制原则 C基因分离定律 D碱基互补配对原则,D,3. 在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核 苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460 个），放入DNA扩增 仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷 酸的个数是 A540 个 B7560个 C8100 个 D17280 个,C,540（241）=8100,基因工程的应用,抗病,抗逆,生长速度,品质,药物,器官移植,将 基因与 等调控组件重组在一起，通过 等方法，导入哺乳动物的 中，将 其 送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入

9、泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。,乳腺生物反应器,乳腺生物反应器的优点：产量高；质量好；成本低；易提取。,药物蛋白,乳腺蛋白基因的启动子,显微注射,受精卵,1、基因治疗概念：,基因治疗,把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。 （把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的）,2、实例：,将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。,对严重复合型免疫缺陷症的治疗,3、基因治疗的类型,4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段,练习：

10、切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大34倍，此项研究遵循的原理是 （ ） A基因突变，DNARNA蛋白质 B基因工程，DNAtRNA蛋白质 C细胞工程，DNARNA蛋白质 D基因重组，DNARNA蛋白质,D,蛋白质工程的崛起,一、蛋白质工程的崛起的缘由,基因工程产物 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。,这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的,它们的结构和功能符合特定物种生存的需要,却不一定完全符合人类生产和生活的需要。,二、蛋白质工程的基本原理,1、蛋白质工程的目标,根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。,2、天然蛋白质的合成过程,基因表达（转录和翻译）形成氨基酸序列的多肽链形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能,、蛋白质工程的基本途径,预期的蛋白质功能,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）,4、蛋白质工程的概念,是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过