專題基因工程一輪復習專家講座

專題一基因工程專題基因工程一輪復習專家講座第1頁一、基因工程概念基因工程：按照人們愿望，進行嚴格設計，并經(jīng)過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術，賦予生物以新遺傳特征，從而創(chuàng)造出更符合人們需要新生物類型和生物產(chǎn)品。因為基因工程是在DNA分子水平上設計和施工，所以又叫DNA重組技術對基因工程概念了解1.供體：提供__________2.操作環(huán)境：______3.操作水平：__________4.原理：__________5.受體：表示目標基因6.本質(zhì)：性狀在______體內(nèi)表示7.優(yōu)點：克服_______________障礙，定向改造生物_____目標基因體處分子水平基因重組受體遠緣雜交不親和性狀專題基因工程一輪復習專家講座第2頁一、基因工程基本工具（1）起源：主要從______生物中分離純化出來。（2）作用：識別特定___________并切開對應兩個核苷酸之間_____________。（3）結果：產(chǎn)生__________或平末端。原核核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端1.限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱：限制酶）專題基因工程一輪復習專家講座第3頁2.DNA連接酶（1）種類：按起源可分為E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。（2）作用：在兩個核苷酸之間形成____________以連接______________。磷酸二酯鍵兩段DNA片段專題基因工程一輪復習專家講座第4頁GAATTCGCTTAAAATTCG限制酶切割ＤＮＡ分子示意圖

CTTAAG思索

要想取得某個特定性狀基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？兩個切口，四個黏性末端。一、基因工程基本工具專題基因工程一輪復習專家講座第5頁作用：具備條件種類：將外源基因送入受體細胞。能在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定地保留含有多個限制酶切點含有一些標識基因質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。使用運載體目標：用它作為運載工具，將目標基因送到宿主細胞中去。一、基因工程基本工具３、基因運輸工具——運載體專題基因工程一輪復習專家講座第6頁質(zhì)粒特點1、質(zhì)粒是基因工程中最慣用運載體；2、存在于許多細菌及酵母菌等生物中；3、細胞染色體外能自主復制小型環(huán)狀DNA分子；4、最慣用質(zhì)粒是大腸桿菌質(zhì)粒；5、質(zhì)粒存在對宿主細胞無影響；6、質(zhì)粒復制只能在宿主細胞內(nèi)完成。（１）質(zhì)粒上會存在一些標識基因，標識基因有什么用途？（２）要想將某個特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾個限制性內(nèi)切酶和幾個DNA連接酶處理？思索一、基因工程基本工具專題基因工程一輪復習專家講座第7頁1、提取目標基因取出DNA用限制酶切斷DNA當前被較廣泛提取使用目標基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。(1)目標基因概念：人們需要特定基因。三、基因工程基本操作程序?qū)ｎ}基因工程一輪復習專家講座第8頁（2）提取目標基因路徑提取目標基因路徑人工合成基因（真核細胞）反轉(zhuǎn)錄法依據(jù)已知氨基酸序列合成DNA從供體細胞DNA中直接分離基因

方法：鳥槍法

三、基因工程基本操作程序?qū)ｎ}基因工程一輪復習專家講座第9頁2、目標基因與運載體結合三、基因工程基本操作程序（1）由圖可知載體組成：_________、開啟子、終止子、__________。（2）構建目標：①使________在_________中穩(wěn)定存在，而且能夠遺傳給下一代；②使________能夠表示和發(fā)揮作用。目標基因標識基因目標基因目標基因受體細胞專題基因工程一輪復習專家講座第10頁載體(質(zhì)粒)同一個限制酶切割帶有黏性末端切口帶有相同黏性末端目標基因片段重組DNA(環(huán)狀重組質(zhì)粒)DNA連接酶DNA分子(含目標基因)2、目標基因與運載體結合專題基因工程一輪復習專家講座第11頁3、將目標基因?qū)胧荏w細胞將目標基因?qū)胧荏w細胞將受體細胞進行擴增三、基因工程基本操作程序?qū)ｎ}基因工程一輪復習專家講座第12頁（1）轉(zhuǎn)化:目標基因進入受體細胞內(nèi),而且在受體細胞內(nèi)維持___________過程。（2）慣用方法：導入植物細胞:_____________、基因槍法、花粉管通道法導入動物細胞:_____________

導入微生物細胞:感受態(tài)細胞法（或Ca2+處理法）穩(wěn)定和表示農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術專題基因工程一輪復習專家講座第13頁生物種類植物動物微生物慣用方法受體細胞轉(zhuǎn)化過程農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術感受態(tài)細胞法體細胞受精卵原核細胞將目標基因插入到Ti質(zhì)粒T-DNA上→農(nóng)桿菌→導入植物細胞→整合到受體細胞DNA上→表示將含有目標基因表示載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→取得含有新性狀動物Ca2+

處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表示載體DNA分子與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子專題基因工程一輪復習專家講座第14頁4、目標基因檢測與表示三、基因工程基本操作程序（1）_________________→目標基因有沒有（2）分子雜交技術→________________（3）_______________→目標基因是否翻譯（4）生物性狀表示是否→目標基因是否表示（個體水平）注：開啟子、終止子與起始密碼子、終止密碼子不一樣：開啟子、終止子在DNA上,在遺傳信息轉(zhuǎn)錄時起調(diào)控作用；而起始密碼子、終止密碼子在mRNA上,在翻譯時起作用,決定翻譯開始和結束。分子水平DNA分子雜交技術目標基因是否轉(zhuǎn)錄抗原—抗體雜交專題基因工程一輪復習專家講座第15頁三、基因工程基本操作程序?qū)ｎ}基因工程一輪復習專家講座第16頁基因工程基本內(nèi)容基因操作基本步驟基因操作工具限制性內(nèi)切酶DNA連接酶運載體目標基因與運載體結合目標基因檢測和表示將目標基因?qū)胧荏w細胞目標基因提取專題基因工程一輪復習專家講座第17頁2DNA質(zhì)粒細菌細胞DNA人體細胞胰島素基因限制酶限制酶胰島素利用生物工程取得胰島素1四、基因工程應用專題基因工程一輪復習專家講座第18頁1.轉(zhuǎn)基因植物類別應用實例抗蟲抗病抗逆改良殺蟲基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等抗病毒基因:病毒外殼蛋白基因和病毒復制酶基因;抗真菌基因:幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因抗鹽堿和抗干旱調(diào)整細胞滲透壓基因、抗凍蛋白基因、抗除草劑基因①轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸含量比對照提升30%②轉(zhuǎn)基因延熟番茄儲存時間可延長1～2個月③轉(zhuǎn)基因矮牽牛展現(xiàn)出自然界沒有顏色變異專題基因工程一輪復習專家講座第19頁2.轉(zhuǎn)基因動物類別應用實例提升生長速度改進畜產(chǎn)品品質(zhì)生產(chǎn)藥品作器官移植供體如轉(zhuǎn)外源生長激素基因綿羊和轉(zhuǎn)外源生長激素基因鯉魚生長速率快、體型大如將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,使取得轉(zhuǎn)基因牛分泌乳汁中,乳糖含量大大減低,而其它營養(yǎng)成份不受影響當前,已在牛和山羊等動物乳腺生物反應器中表示出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等主要藥品科學家正試圖利用基因工程方法對豬器官進行改造,抑制抗原決定基因表示,或設法除去抗原決定基因,再結合克隆技術,培育出沒有免疫排斥反應轉(zhuǎn)基因克隆豬器官專題基因工程一輪復習專家講座第20頁3.基因工程藥品（1）起源：轉(zhuǎn)基因________。（2）結果：__________、抗體、_____、激素等。（3）作用：預防和治療__________、心血管疾病、________、各種傳染病、糖尿病、類風濕等疾病。4.基因治療（1）方法：把_________導入病人體內(nèi)，使該基因表示產(chǎn)物發(fā)揮功效。（2）效果：治療________最有效伎倆。（3）分類：______基因治療和______基因治療。工程菌細胞因子人類腫瘤遺傳病正常基因遺傳病體內(nèi)體外疫苗專題基因工程一輪復習專家講座第21頁比較項目乳腺生物反應器工程菌基因結構基因表示受體細胞導入目標基因方式動物基因結構與人類基因結構基本相同細菌或酵母菌等生物基因結構與人類基因結構有較大差異合成藥品蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細菌細胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器,產(chǎn)生藥品蛋白可能沒有活性動物受精卵微生物細胞顯微注射法感受態(tài)細胞法乳腺生物反應器與工程菌生產(chǎn)藥品比較專題基因工程一輪復習專家講座第22頁基因治療與基因診療原理操作過程進展基因治療基因診療基因表示堿基互補配對利用正常基因?qū)胗谢蛉秉c細胞中,以表示出正常性狀來治療臨床試驗制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合分析雜交帶情況臨床應用專題基因工程一輪復習專家講座第23頁1.概念了解（1）基礎：蛋白質(zhì)分子__________及其與生物功效關系。（2）操作：__________或基因合成。（3）結果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出____________。（4）目標：滿足人類_____________需求。2.操作過程從預期____________出發(fā)→設計預期__________→推測應有___________→找到相對應_______________(基因)→

基因表示→產(chǎn)生需要蛋白質(zhì)。結構規(guī)律基因修飾新蛋白質(zhì)生產(chǎn)和生活蛋白質(zhì)功效蛋白質(zhì)結構氨基酸序列脫氧核苷酸序列五、蛋白質(zhì)工程專題基因工程一輪復習專家講座第24頁蛋白質(zhì)工程與基因工程比較蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程目結果聯(lián)絡從預期蛋白質(zhì)功效出發(fā)→設計預期蛋白質(zhì)結構→推測應有氨基酸序列→找到相對應脫氧核苷酸序列(基因)目標基因獲取→基因表示載體構建→