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學(xué)案42基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題二、基因工程的基本工具三、基因工程的操作程序四、基因工程的應(yīng)用五、蛋白質(zhì)工程第一部分基因工程一、基因工程的含義選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題一、基因工程的含義基因工程DNA重組技術(shù)(基因拼接技術(shù))=基因工程含義:(1)按照人們意愿,
____改造生物遺傳特性的技術(shù)(2)在__________水平進(jìn)行操作(3)是在_________進(jìn)行的人為基因重組(4)一旦成功,便可________定向DNA分子體外遺傳選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題二、基因工程的基本工具分子手術(shù)刀/剪刀:分子縫合針/針線:
分子運(yùn)輸車(chē)/運(yùn)載體:
選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題1、分子手術(shù)刀/剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶二、基因工程的基本工具①、來(lái)源:②、特點(diǎn):③、作用化學(xué)鍵:④、切割后產(chǎn)生
種DNA片段末端
分別為:
和
。2原核生物(主要是微生物)專(zhuān)一識(shí)別一種特定的核苷酸序列,能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。平末端黏性末端磷酸二酯鍵選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題注:限制性酶是一大類(lèi)酶,不是一種酶。限制性核酸內(nèi)切酶是一種能專(zhuān)一識(shí)別一種特定的核苷酸序列,能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子的酶×選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題2、分子縫合針/針線——DNA連接酶二、基因工程的基本工具作用:種類(lèi):E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端兩條DNA片段,恢復(fù)磷酸二酯鍵選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題DNA連接酶與DNA聚合酶區(qū)別?將雙鏈DNA片斷“縫合”起來(lái),實(shí)質(zhì)是恢復(fù)被限制酶切開(kāi)了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵,不需要模板是將單個(gè)核苷酸加到已有的DNA片斷,需要模板思考選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題3、分子運(yùn)輸車(chē)——載體二、基因工程的基本工具載體的作用:作為運(yùn)載工具,將外源基因(抗蟲(chóng)基因)轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)中去。載體的種類(lèi):質(zhì)粒必需滿足的條件:質(zhì)粒λ噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題1)酶的切割位點(diǎn)2)具備復(fù)制能力(復(fù)制原點(diǎn))3)有標(biāo)記基因4)安全質(zhì)粒必需滿足的條件:3、分子運(yùn)輸車(chē)——載體二、基因工程的基本工具選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取(二)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建(三)、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(四)、目的基因的檢測(cè)與鑒定核心選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取1、從基因文庫(kù)中獲取2、用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因3、人工合成選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取1、從基因文庫(kù)中獲取(2)、基因文庫(kù)種類(lèi)(1)、基因文庫(kù)概念(區(qū)別基因庫(kù)):將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導(dǎo)入受體菌的群體中存儲(chǔ),各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱為基因文庫(kù)?;蚪M文庫(kù)cDNA文庫(kù)選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取2、用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因①概念:PCR全稱為_(kāi)______________,是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)②原理:__________聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段DNA雙鏈復(fù)制的基本原理選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題PCR技術(shù)與DNA復(fù)制DNA復(fù)制需要什么?模板DNA解旋酶DNA聚合酶4種脫氧核苷酸PCR技術(shù)需要什么?模板DNADNA聚合酶(Taq酶)引物4種脫氧核苷酸三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取2、用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題PCR技術(shù)擴(kuò)增過(guò)程1、高溫變性2、低溫退火復(fù)性3、中溫延伸4、循環(huán):重復(fù)上述過(guò)程三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取2、用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因解開(kāi)雙鏈接上引物復(fù)制延伸選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(二)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1、目的:2、基因表達(dá)載體的組成:3、步驟:使目的基因在受體細(xì)胞中能穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時(shí),使目的基因能表達(dá)和發(fā)揮作用目的基因;啟動(dòng)子/終止子;標(biāo)記基因;復(fù)制原點(diǎn)選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(二)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建3、步驟:1)用一定的限制酶切割質(zhì)粒,使其出現(xiàn)一個(gè)切口,露出黏性末端。
2)用同一種限制酶切斷目的基因,使其產(chǎn)生
相同的黏性末端。
3)將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處,再加入適量DNA連接酶,形成了一個(gè)
重組DNA分子(重組質(zhì)粒)選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(三)、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化:目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程轉(zhuǎn)化方法:導(dǎo)入植物細(xì)胞導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞導(dǎo)入微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞Ca2+處理選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題三、基因工程的操作程序(四)、目的基因的檢測(cè)與鑒定分子檢測(cè)(分子雜交技術(shù))2.個(gè)體生物學(xué)水平檢測(cè)抗原-抗體雜交DNA分子雜交技術(shù)--DNA與DNA雜交分子雜交技術(shù)--DNA與mRNA雜交選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題2、蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是()A.氨基酸結(jié)構(gòu)B.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)C.肽鏈結(jié)構(gòu)D.基因結(jié)構(gòu)課堂練習(xí):D3、下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu),使之更加符合人類(lèi)的需要B.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作,定向改變分子的結(jié)構(gòu)C.蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子D.蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分,又被稱為第二代基因工程B課堂練習(xí):5、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是()①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②DNA合成③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A.①②③④B.④②①③
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