高考生物專題復(fù)習(xí)課件：基因工程與蛋白質(zhì)工程.ppt

1、基因工程又叫做 _ 或_。,基因工程,基因拼接技術(shù),DNA重組技術(shù),2、基本工具： “分子手術(shù)刀” “分子縫合針” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體,3、基本操作步驟：,運(yùn)載體,DNA連接酶,限制性內(nèi)切酶,1、目的基因的獲取 2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心） 3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（轉(zhuǎn)化） 4、目的基因的檢測(cè)與鑒定,基礎(chǔ)回顧,專題1 基因工程,1、了解基因工程的誕生過(guò)程 2、理解基因工程的原理和技術(shù) 3、理解基因工程在工農(nóng)業(yè)、 醫(yī)藥衛(wèi)生等的應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo),基 因 工 程,1、限制性核酸內(nèi)切酶,一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)（切割DNA分子）,來(lái)源：主要從原核細(xì)胞分離 作用：,作用結(jié)果：,EcoRI,重難點(diǎn)剖析,基因工程的“專用工具”,平未端（SmaI）及粘性未端（EcoRI）,1、種類： 2、作用部位：,磷酸二酯鍵,DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。,DNA連接酶“分子縫合針”,（一）目的基因的提取,目的基因：主要是指_。 獲取方法： 1、_中獲取目的基因 2、人工合成法：化學(xué)方法合成DNA片段（DNA合成儀） 3、 PCR反應(yīng)合成DNA,基本操作步驟,從基因文庫(kù),編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因,原理：DNA復(fù)制 過(guò)程：加熱DNA解鏈 冷卻引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈 互補(bǔ)鏈合成 條件 ：耐高溫DNA聚合酶,（二）基因表達(dá)載體構(gòu)建,1、基因表達(dá)載體由_、_ _、_四部分組成。,目的基因,啟動(dòng)子,標(biāo)記基因,終止子,2、啟動(dòng)子作用：,3、標(biāo)記基因的作用：,RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因 篩選出含目的基因的細(xì)胞,質(zhì)粒,DNA分子,DNA連接酶,過(guò)程:,導(dǎo)入植物 細(xì)胞：,（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,導(dǎo)入動(dòng)物 細(xì)胞：,導(dǎo)入微生物細(xì)胞：,受體細(xì)胞 導(dǎo)入方法,體細(xì)胞 受精卵,受精卵,顯微注射法,Ca2處理法,目的基因是否插入轉(zhuǎn)基 因生物染色體的DNA：,（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定,目的基因是否表達(dá)：,目的基因是否轉(zhuǎn)錄：,鑒定,抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等,檢測(cè),DNA分子雜交示意圖,采用一定的技術(shù)手段，將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個(gè)單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列，那么，互補(bǔ)的堿基序列就會(huì)結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒(méi)有互補(bǔ)堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。,1、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物 方法：,從某些生物中分離出具有殺蟲(chóng)活性的 基因，將其導(dǎo)入農(nóng)作物中，使其具有 抗蟲(chóng)性,Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集 素基因等,（一）植物基因工程碩果累累,2、抗病轉(zhuǎn)基因生物,目的基因包括：,病毒外殼蛋白基因、病毒的復(fù)制酶基因、抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中的有幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因,3、抗逆轉(zhuǎn)基因作物 4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì) 方法：,基 因 工 程 的 應(yīng) 用,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物-動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器,（二）動(dòng)物基因工程前景廣闊,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體 供體動(dòng)物： 存在的難題： 解決方法：,豬,免疫排斥,將供體基因組導(dǎo)入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。,（三）、基因工程藥品異軍突起 工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。 我國(guó)已生產(chǎn)的產(chǎn)品：,白細(xì)胞介素-2、干擾素、乙肝疫苗等,（四）基因診斷與基因治療,基因診斷：用放射性同位素等標(biāo)記的“DNA探針”檢測(cè)肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。,我國(guó)研究人員正在制備用于基因治療的基因工程細(xì)胞,基因治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。,體外基因治療,體內(nèi)基因治療,基因治療的形式,什么是蛋白質(zhì)工程,以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)。,蛋白質(zhì)工程流程圖,從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā) 設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測(cè)應(yīng)用的氨基酸序列 找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列,板書：用干擾素例子，反推過(guò)程。 第4步后接著做什么？,比較：基因工程和蛋白質(zhì)工程,(2008理綜山東卷)35.（8分）【生物現(xiàn)代生物科技專題】 為擴(kuò)大耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。（1）獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中 處，DNA連接酶作用于 處。（填“a”或“b”） （2）將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和 法。 （3）由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用 技術(shù)，該技術(shù)的核心是 和 。 （4）為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位 素標(biāo)記的 作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用 方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。,a,植物組織培養(yǎng),脫分化（去分化）,基因槍法（花粉管通道法）,再分化,耐鹽基因（目的基因）,一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）,a,（2008上海高考生物巻）39、以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 （1）獲得目的基因的方法通常包括 和 。 （2）切割和連接DNA分子所使用的酶分別是 和 。 （3）運(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一般選用病毒或 ，后者的形狀成 。 （4）由于重組DNA分子成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率 ，所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行 操作。 （5）將人胰島素基因分別導(dǎo)入大腸桿菌與酵母菌，從兩者中生產(chǎn)的胰島素在功能和 序列上是相同的。,答案：（1）從基因文庫(kù)中獲取 化學(xué)合成（人工合成） （2）限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） DNA連接酶（連接酶） （3）質(zhì)粒 小型環(huán)狀（雙鏈環(huán)狀、環(huán)狀） （4）低 篩選 （5）氨基酸,（2007，山東理，8分）繼哺乳動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。請(qǐng)回答： （1）將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是 。 （2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入 中，原因是 。 （3）通常采用 技術(shù)檢測(cè)外源基因是否插入了小鼠的基因組。 （4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的 細(xì)胞中特異表達(dá)。 （5）為使外源基因在后代長(zhǎng)期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞的 轉(zhuǎn)入 細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個(gè)體。該技術(shù)稱為 。,顯微注射法,受精卵（或早期胚胎）,DNA分子雜交）（核酸探針）,受精卵（或早期胚胎細(xì)胞）具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá),去核的卵,膀胱上皮,細(xì)胞核,核移植（或克?。?（2008，廣東）39（現(xiàn)代生物科技專題，10分）天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過(guò)程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉(zhuǎn)人釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產(chǎn)生酒精。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （1）將淀粉酶基因切割下來(lái)所用的工具是 ，用 將淀粉酶基因與載體拼接成新的DNA分子，下一步將該DNA分子 ，以完成工程菌的構(gòu)建。 （2）若要鑒定淀粉酶基因是否插人釀酒酵母菌，可采用的檢測(cè)方法是 ；若要鑒定淀粉酶基因是否翻譯成淀粉酶，可采用 檢測(cè)。將該工程菌接種在含淀粉的固體平板培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時(shí)間后，加入碘液，工程菌周圍出現(xiàn)透明圈，請(qǐng)解釋該現(xiàn)象發(fā)生的原因。 （3）如何進(jìn)一步鑒定不同的轉(zhuǎn)基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？ （4）微生物在基因工程領(lǐng)域中有哪些重要作用？,限制酶（限制