專題一-基因工程復(fù)習(xí)課PPT課件

一、基因工程的工具及其操作程序1基因工程的基本工具,限制酶,DNA連接酶,載體,切割目的基因和載體,連接DNA片段，形成重組DNA,攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞,核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵,(1)識(shí)別特定的核苷酸序列(2)在特定位點(diǎn)上切割,(1)EcoliDNA連接酶只連接黏性末端(2)T4DNA連接酶連接黏性末端和平末端,(1)能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制(2)有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)(3)具有特殊的標(biāo)記基因,EcoR限制酶Sma限制酶,EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶,質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒,1.限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。2.DNA連接酶起作用時(shí)不需要模板。,2.載體(1)作用將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。(2)具備的條件能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)。具有特殊的標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。,1.獲取目的基因和切割載體時(shí)使用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。2.獲取一個(gè)目的基因需限制酶切割兩次，共產(chǎn)生4個(gè)黏性末端或平末端。3.限制酶切割位點(diǎn)的選擇必須保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測(cè)和篩選。,2.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取從基因文庫(kù)中獲取目的基因優(yōu)點(diǎn)：有了基因文庫(kù)，就可以隨時(shí)從中提取所需要的目的基因，引入受體細(xì)胞使之表達(dá)。,目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定,人工合成目的基因,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因aPCR：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。PCR擴(kuò)增是獲取目的基因的一種非常有用的方法，也是進(jìn)行分子鑒定和檢測(cè)的一種很靈敏的方法。b目的：通過(guò)指數(shù)式擴(kuò)增獲取大量的目的基因。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的：,使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，并使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。,(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法,(1)一般來(lái)說(shuō)，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據(jù)不同的目的和需要，需要對(duì)某些天然的載體進(jìn)行人工改造。(2)插入的目的基因的表達(dá)需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入部位之前需有啟動(dòng)子，之后需有終止子。,1(2009年濰坊模擬)質(zhì)粒作為“分子運(yùn)輸車(chē)”的條件是()能夠自我復(fù)制雙鏈環(huán)狀DNA分子有多個(gè)限制酶切點(diǎn)有標(biāo)記基因真核細(xì)胞中沒(méi)有ABCD【答案】C,2(2009年南通調(diào)研)下列關(guān)于基因表達(dá)載體構(gòu)建的相關(guān)敘述，不正確的是()A需要限制酶和DNA連接酶B必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行C抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因D啟動(dòng)子位于目的基因的首端【答案】B,(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。受體細(xì)胞種類不同，導(dǎo)入方法不同。,受體生物不同，所用的受體細(xì)胞種類也不相同。a植物：可以是卵細(xì)胞(受精卵)、體細(xì)胞(可經(jīng)組織培養(yǎng)成為完整植株)。b動(dòng)物：受精卵(因?yàn)轶w細(xì)胞的全能性受到嚴(yán)格限制)。轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)：目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。,基因工程中受體細(xì)胞的選擇基因工程的目的不同，可選用的受體細(xì)胞不同。(1)培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，受體細(xì)胞一般選用受精卵。(2)培育轉(zhuǎn)基因植物，受體細(xì)胞可選用受精卵或體細(xì)胞，若選用體細(xì)胞，再通過(guò)植物組織培養(yǎng)，即可獲得轉(zhuǎn)基因植株。(3)若生產(chǎn)基因工程藥品，受體細(xì)胞一般選用細(xì)菌，利用細(xì)菌繁殖速度快的特點(diǎn)，可在短期內(nèi)獲得大量產(chǎn)品。,(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定,DNA分子雜交技術(shù)(DNA和DNA之間),核酸分子雜交技術(shù)(DNA和mRNA之間),蛋白質(zhì)分子雜交(抗原和抗體之間),是否成功顯示出雜交帶,同上,同上,【例2】(2009福建高考T32)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過(guò)程如圖所示。質(zhì)粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四種限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)回答：,(1)構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí)，應(yīng)選用限制酶_，對(duì)_進(jìn)行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有_，作為標(biāo)記基因。,Pst、EcoR,含抗病基因的DNA、質(zhì)粒,抗卡那霉素基因,1.使用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒時(shí)，既要保證形成相同黏性末端，又要考慮保證目的基因和質(zhì)粒中的標(biāo)記基因的完整性。2.標(biāo)記基因是鑒別受體細(xì)胞中是否含目的基因的依據(jù)。利用質(zhì)粒作載體時(shí)往往利用其上的某抗性基因作標(biāo)記基因，又可利用其抗性在適當(dāng)?shù)倪x擇培養(yǎng)基上選擇培養(yǎng)。,二、基因工程的應(yīng)用成果及蛋白質(zhì)工程1基因工程的應(yīng)用成果(1)乳腺生物反應(yīng)器與微生物生產(chǎn)的比較,(2)基因治療,基因治療是治療人類遺傳病的根本方法，但由于尚未全面了解基因調(diào)控機(jī)制和疾病的分子機(jī)理，基因治療只處于初期的臨床試驗(yàn)階段。,2蛋白質(zhì)工程(1)概念：是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾