生物選修3基因工程知識點歸納(詳實)幻燈片.ppt

1、選修三 現(xiàn)代生物科技專題,專題一 基因工程,1,什么是基因？ 什么是有遺傳效應(yīng)？ 基因的功能是什么？,有遺傳效應(yīng)的DNA片段,能夠直接指導或間接調(diào)控蛋白質(zhì)合成,基因能夠儲存、_和_遺傳信息，也可能發(fā)生突變，從而決定生物體的性狀。,傳遞,表達,基因是怎樣儲存、傳遞和表達遺傳信息的？,儲存： 傳遞： 表達：,基因中脫氧核苷酸的排序代表遺傳信息,基因通過復制，可以由親代傳遞到子代,基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，將遺傳信息體現(xiàn)為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),原核生物和真核生物的基因結(jié)構(gòu)分別是怎樣的？,2,編碼區(qū),非編碼區(qū),非編碼區(qū),編碼區(qū)上游,編碼區(qū)下游,不能編碼蛋白質(zhì) 可調(diào)控遺傳信息的表達 (調(diào)控序列),原核細胞的基因結(jié)構(gòu),

2、3,RNA聚合酶結(jié)合位點,RNA聚合酶是由多條肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)，能識別并與調(diào)控序列中的結(jié)合位點結(jié)合，催化DNA轉(zhuǎn)錄（合成）出RNA。也有解旋DNA的作用。,RNA聚合酶,終止子,原核細胞的基因結(jié)構(gòu),4,RNA聚合酶結(jié)合位點,RNA聚合酶,RNA聚合酶,RNA聚合酶,原核細胞的基因結(jié)構(gòu),5,編碼區(qū),非編碼區(qū),非編碼區(qū),編碼區(qū)下游,調(diào)控遺傳信息的表達 (調(diào)控序列),外顯子 (能編碼蛋白質(zhì)),內(nèi)含子 (不能編碼蛋白質(zhì)),真核細胞的基因結(jié)構(gòu),6,原核生物與真核生物基因結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是什么？,都是由能夠編碼蛋白質(zhì)的_和具有調(diào)控作用的_組成,編碼區(qū)是連續(xù)的,編碼區(qū)是間隔的， 不連續(xù)的,編碼區(qū),非編碼區(qū),什

3、么是基因工程？ 基因工程中的基因重組和雜交育種中的基因重組有何區(qū)別？ 基因工程能否決定或改變生物進化的方向？,基因工程只能提供進化的原材料，自然選擇決定進化方向,7,基因工程的概念,基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù),生物體外,基因,DNA分子水平,獲得人類需要的基因產(chǎn)物,剪切, 拼接, 導入, 表達,基因重組（定向）,8,基因重組,基因重組,體外 (細胞外),體內(nèi) (生殖細胞內(nèi)),不同物種,同一物種,任意,減數(shù)分裂過程,定向,不定向,9,1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具,基因重組技術(shù)的基本工具有哪些？ 限制酶是從何種生物中分離出來的？ 限制酶的作用特點是什么？ 限制酶能識別和切割RNA和單鏈DNA

4、嗎？ 原核生物細胞內(nèi)的限制酶不能切割自身的DNA，請推測原因？,限制酶、DNA連接酶、載體,主要從原核生物分離,能夠識別_DNA分子的特定核苷酸序列，并且切割每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的_鍵，使之斷開。,磷酸二酯,雙鏈,不能,其DNA分子中不具備該種限制酶的識別和切割序列； 或者有相應(yīng)識別序列，但是被修飾過而不能被識別。,10,限制酶的識別序列有何特點？ 限制酶切割的部位在哪里？ 限制酶切割DNA產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？ 什么是黏性末端？,限制酶所識別的序列，可以找到一條中軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ、重復排列的,在識別序列_切割，產(chǎn)生黏性末端； 在識別序列_切割，產(chǎn)生平末端

5、。,中軸線兩側(cè),中軸線處,被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的脫氧核苷酸，它們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。,相鄰脫氧核苷酸之間由_和_所形成的磷酸二酯鍵,磷酸,脫氧核糖,11,EcoR,黏性末端,黏性末端,12,Sma,平末端平末端,13,要想獲得某個特定性狀的基因，必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性(平)末端？ 把兩種來源不同的DNA用同種限制酶切割，會有怎樣的結(jié)果？ 不同的限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端，一定不同嗎？ 將切下來的DNA片段拼接成新的DNA分子，需要什么工具？ DNA連接酶的作用是什么？,要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性(平)末端,會產(chǎn)生相同的黏性末端,不

6、一定,DNA連接酶可將_之間的縫隙“縫合”起來，即恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的_。,雙鏈DNA片段,磷酸二酯鍵,14,互補的黏性末端之間的堿基對間的氫鍵的恢復，與酶有關(guān)嗎？ DNA連接酶對所連接的DNA片段的堿基序列有嚴格要求嗎？ DNA連接酶有連接單鏈DNA的本領(lǐng)嗎？ 根據(jù)來源，把DNA連接酶分為幾類？,Ecoli DNA連接酶,T4 DNA連接酶,大腸桿菌,T4噬菌體,恢復 磷酸 二酯鍵,只能連接黏性末端,能連接黏性末端 和平末端(效率低),迄今為止，所發(fā)現(xiàn)的DNA連接酶都不具備連接單鏈DNA的能力,無關(guān),沒有,15,蛋白質(zhì),蛋白質(zhì),雙鏈DNA片段,將單個脫氧核苷酸 合成互補子鏈,不

7、需要,需要,構(gòu)建基因表達載體,PCR技術(shù)需要耐高溫的DNA聚合酶，即Taq酶,連接滯后鏈上的 岡崎片段,將游離脫氧核苷酸連接到引物，形成互補子鏈,DNA連接酶和DNA聚合酶有何區(qū)別？,16,能否把目的基因直接導入受體細胞？需要什么工具？ 載體的作用是什么？ 載體的化學本質(zhì)是什么？ 天然的DNA分子可以直接用做基因工程的載體嗎？ 載體需要具備什么條件？,作為運載工具，將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細胞中去； 使外源基因能在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定保存、復制和表達。,本質(zhì)是能夠自我復制的DNA分子,對受體細胞_； 能在受體細胞中_并穩(wěn)定保存； 具有_的切點，供外源基因插入； 具有_，供重組DNA的鑒定和篩選。,無害,

8、復制,一種至多種限制酶,標記基因,17,基因工程使用的載體有哪些？ 什么是質(zhì)粒？ 質(zhì)粒存在于哪些生物的細胞中？ 攜帶外源基因的質(zhì)粒進入受體細胞，有幾種復制方式？ 質(zhì)粒DNA分子上有哪些標記基因？,質(zhì)粒；動植物病毒；噬菌體的衍生物,細菌擬核DNA之外，能夠進行自主復制的小型雙鏈環(huán)狀DNA分子,細菌和酵母菌,能在受體細胞進行自我復制； 或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進行同步復制。,四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等,18,不經(jīng)改造的普通噬菌體，能否用做基因工程的載體？,普通的噬菌體進入細菌細胞，會導致受體菌裂解死亡,19,1.2 基因工程的基本操作程序,基因工程的基本操作程序，包括哪幾個

9、步驟？,目的基因的獲?。?基因表達載體的構(gòu)建； 將目的基因?qū)胧荏w細胞； 目的基因的檢測和鑒定。,什么是目的基因？,從供體細胞轉(zhuǎn)移到受體細胞的基因。主要指的是編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的基因。,20,獲取目的基因的常用方法有哪些？,從基因文庫中獲取目的基因； 利用PCR技術(shù)擴增目的基因； 通過DNA合成儀，用化學方法人工合成。,什么是基因文庫？ 基因文庫有幾種類型？,將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。,基因組文庫：,部分基因文庫：,只包含了一種生物的部分基因，如：cDNA文庫,受體菌群含有一種

10、生物的全部基因,21,某種生物的基因組文庫有幾個？cDNA文庫呢？ 基因文庫的構(gòu)建方法是什么？,一種生物的基因組文庫只有一個，而cDNA文庫可以有多個,提取某種生物的全部DNA,限制酶切割,一定大小的DNA片段,與載體連接,導入受體菌中儲存,基因組文庫,某種生物的mRNA,單鏈互補DNA,雙鏈cDNA片段,導入受體菌中儲存,與載體連接,cDNA文庫,逆轉(zhuǎn)錄酶,22,編碼區(qū),非編碼區(qū),非編碼區(qū),DNA聚合酶,剪接有關(guān)的酶,RNA聚合酶,mRNA前體,mRNA,單鏈DNA,cDNA,逆轉(zhuǎn)錄酶,轉(zhuǎn)錄,剪接,逆轉(zhuǎn)錄,復制,啟動子,終止子,基因,真核細胞的cDNA的獲取,不含非編碼序列，即不含啟動子、終

11、止子和內(nèi)含子,23,構(gòu)建基因文庫，需要哪些操作工具？ 從基因文庫中提取目的基因時，還需要用上述工具嗎？ 怎樣從基因文庫中得到所需要的目的基因？ 得到目的基因之后，怎樣在短時間內(nèi)大量擴增目的基因？ 什么是PCR技術(shù)？,限制酶、DNA連接酶、載體,不需要,根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，如基因的功能、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物等進行篩選,PCR技術(shù),PCR全稱為_，是一項在生物_復制_的核酸合成技術(shù)。,聚合酶鏈式反應(yīng),體外,特定DNA片段,PCR技術(shù)的理論基礎(chǔ)（原理）是什么？ 進行PCR時，怎樣使DNA雙鏈解開？,體外模擬細胞內(nèi)的DNA復制,利用DNA的熱變性原理,在80-100的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)解體，雙鏈分

12、開,24,高溫解決了打開雙鏈的問題，但怎樣解決DNA聚合酶失活的問題？ DNA聚合酶的作用有何特點？ 引物是怎樣合成的？起什么作用？ 復制含目的基因的雙鏈DNA片段需要幾種引物？,需要一種耐高溫的DNA聚合酶，即Taq酶（70-75）,不能從頭合成DNA，只能從DNA的3端開始延伸DNA鏈。 因此，DNA復制需要引物。,根據(jù)一段已知_序列合成引物， 引物的作用是為DNA聚合酶提供3端。,目的基因的核苷酸,兩種,25,DNA模板： DNA聚合酶： 兩種引物： 原料：,要擴增的含目的基因的DNA片段,熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）,為DNA聚合酶提供3端,4種脫氧核苷酸（dNTP）,DNA子鏈的延

13、伸方向是什么？ 總結(jié)PCR技術(shù)需要哪些條件？,DNA的合成方向，總是從子鏈的_向_延伸。,3端,5端,上述物質(zhì)應(yīng)加入緩沖液中，調(diào)節(jié)PH，保持Taq酶的活性，同時通過控制緩沖液的溫度，使DNA復制在體系中反復進行。,26,雙鏈DNA模板在高溫作用下，_斷裂，形成_,降溫，_與DNA單鏈互補序列結(jié)合，形成局部_,在_酶的作用下，合成與模板互補的_。,變性（90-95）：,復性（退火55-60）：,延伸（70-75）：,氫鍵,單鏈DNA,雙鏈,DNA子鏈,引物,Taq,PCR技術(shù)的基本過程是什么？,27,5,引物 1,5,引物 2,5,5,含目的基因的DNA片段,28,第三輪復制完成后，得到_個等長

14、的目標片段，同時得到_個含目標片段的不等長的DNA片段。,2,6,由圖可知，DNA聚合酶只能特異性地復制處于兩個引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數(shù)增長,29,30,一個DNA分子進行PCR擴增，循環(huán)4次，理論上至少需要幾個引物？循環(huán)n次呢？,一條DNA復制n次，DNA總數(shù)為_個， 含有兩條母鏈的子代DNA有_個； 新合成的子鏈共有_條； 只含引物的子代DNA有_個； 只含引物的子代DNA有_個； 含有雙引物的子代DNA有_個； 含有引物的子代DNA有_個；,2n,2,1,1,2n -2,2n -1,（2n-1）2,（2n-1）2,PCR技術(shù)與細胞內(nèi)的DNA復制有何區(qū)別？,31,解

15、旋酶催化,DNA在高溫下變性解旋,細胞外 （PCR擴增儀中）,合成DNA分子,細胞內(nèi)溫和條件,DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶,細胞內(nèi) （主要在細胞核內(nèi)）,不同階段 所需溫度不同,耐熱的DNA聚合酶 （Taq酶）,合成DNA片段或基因,32,如果基因比較短小，核苷酸序列又已知，則可以用何種方法獲得目的基因？ 能否把目的基因單獨導入受體細胞？ 基因工程技術(shù)的核心是什么？ 構(gòu)建基因表達載體的目的是什么？ 基因表達載體的組件有哪些？,通過DNA合成儀，用化學方法人工合成，無需模板,不能，必需以基因表達載體的方式攜帶進去,構(gòu)建基因表達載體,使目的基因在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定保存、復制和表達,復制原點；

16、啟動子；終止子； 目的基因；標記基因,33,基因表達載體的各個元件，有何功能？,(1)啟動子： 位于基因的_，它是_識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因_。 (2)終止子： 位于基因的尾端，終止_。 (3)標記基因： _是否含有目的基因，并將含目的基因的細胞篩選出來。 (4)目的基因： 目的基因必須插入表達載體的_和_之間。,mRNA的轉(zhuǎn)錄,鑒別受體細胞,RNA聚合酶,首端,轉(zhuǎn)錄出mRNA,啟動子,終止子,34,區(qū)分啟動子、終止子和起始密碼子、終止密碼子？ 基因表達載體為什么要有啟動子？,使用受體生物自身基因的啟動子才有利于目的基因的表達； 通過cDNA文庫獲得的目的基因沒有啟動子，只將編碼序列導入受體

17、生物中無法轉(zhuǎn)錄； 啟動子能控制目的基因在特定的時間和空間表達，例如只在轉(zhuǎn)基因動物的乳腺細胞中表達。,啟動子和終止子均為結(jié)構(gòu)基因_區(qū)的DNA序列，且長度遠不止3個堿基，都與基因的_過程相關(guān)聯(lián)。 起始密碼子和終止密碼子均位于_分子中，都只含_堿基，都與_過程相關(guān)聯(lián)。,非編碼,轉(zhuǎn)錄,3個,翻譯,mRNA,35,怎樣使某種藥物蛋白基因只在轉(zhuǎn)基因牛的乳腺細胞中表達？ 不同生物的DNA能夠拼接重組的原因是什么？ 目的基因和載體拼接的過程是怎樣的？,基本單位相同；空間結(jié)構(gòu)相同； 堿基互補配對的方式相同。,將藥物蛋白基因與_的啟動子等組件重組在一起,乳腺蛋白基因,用_切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個切口，露出_； 用_

18、切斷目的基因，使其產(chǎn)生_； 將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的_處， 再加入適量的_，形成了一個重組質(zhì)粒。,限制酶,黏性末端,同種限制酶,相同的黏性末端,切口,DNA連接酶,36,構(gòu)建基因表達載體的過程，使用了哪些操作工具？ 將目的基因與質(zhì)粒酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進行連接，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物可能有幾種？ 不同的基因表達載體，其構(gòu)建方法是一樣的嗎？ 基因工程的受體細胞有哪些？ 目的基因?qū)胧荏w細胞的過程，叫做什么？, 載體-載體連接物； 目的基因-載體連接物； 目的基因-目的基因連接物。,由于載體的種類不同，受體細胞的種類不同，以及目的基因?qū)胧荏w細胞的方法不同，表達載體的

19、構(gòu)建會有差別。,植物細胞；動物細胞；微生物細胞,轉(zhuǎn)化,三種工具,37,什么是轉(zhuǎn)化？ 目的基因?qū)胫参锛毎畛２捎玫姆椒ㄊ鞘裁矗?農(nóng)桿菌易感染哪些植物，原因？,目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持_和_的過程，稱為_。,穩(wěn)定,表達,轉(zhuǎn)化,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,易感染_植物和_植物，對大多數(shù)_植物沒有感染能力。 原因1：農(nóng)桿菌對_的雙子葉植物細胞分泌的_化合物具有趨化性，從而表現(xiàn)出感染雙子葉植物的_性；,雙子葉,裸子,酚類,特異,單子葉,原因2：農(nóng)桿菌的_質(zhì)粒上的_可以轉(zhuǎn)移到受體細胞，并整合到受體細胞的_上。,T-DNA,染色體的DNA,Ti,受損傷,38,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的具體過程是什么？,將目的基

20、因插入到農(nóng)桿菌的_上； 將含目的基因的重組Ti質(zhì)粒導入_； 將_導入植物細胞； 目的基因隨_插入到植物細胞的_上； 篩選出_的植物細胞； 對含有目的基因的植物細胞進行_； 經(jīng)過_和_過程，獲得轉(zhuǎn)基因植株； 對轉(zhuǎn)基因植株進行_水平的鑒定。,Ti質(zhì)粒的T-DNA,農(nóng)桿菌,含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌,T-DNA,染色體DNA,導入了目的基因,植物組織培養(yǎng),脫分化,再分化,個體生物學,39,40,41,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中共有幾次拼接和幾次導入？ 目的基因插入到植物染色體DNA上，有何作用？ 把目的基因?qū)雴巫尤~植物中常用的方法是什么？ 我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉采用的是何種導入方法？,兩次拼接，兩次導入,第一次拼接：

21、是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA的中間部位； 第二次拼接：（非人工操作）是將含有目的基因的T-DNA拼接到受體細胞的染色體DNA上； 第一次導入：是將含目的基因的Ti質(zhì)粒導入農(nóng)桿菌； 第二次導入：是含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導入植物細胞。,使目的基因的遺傳特性，得以維持和穩(wěn)定表達,基因槍法,花粉管通道法,42,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得轉(zhuǎn)基因植物，需要用到哪些生物工程技術(shù)？ 將目的基因?qū)雱游锛毎畛Ｓ谩⒆钣行У姆椒ㄊ鞘裁矗?顯微注射技術(shù)的基本操作程序是什么？,細菌培養(yǎng)技術(shù)；基因工程技術(shù)；植物組織培養(yǎng)技術(shù),顯微注射 技術(shù),胚胎 移植,顯微 注射,分裂 分化,妊娠 分娩,含目的基因的表達載體,受精卵,早

22、期 胚胎培養(yǎng),輸卵管 或子宮,轉(zhuǎn)基因 動物,對胚胎進行 質(zhì)量檢查,43,為什么早期基因工程都用原核生物作為受體細胞？ 應(yīng)用最廣泛的原核生物受體細胞是什么？ 大腸桿菌細胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是什么？ 用Ca2+處理大腸桿菌細胞的目的是什么？ 處于該生理狀態(tài)的細胞，稱為什么？ 怎樣使重組表達載體進入感受態(tài)細胞？,單細胞；繁殖快；遺傳物質(zhì)相對較少,大腸桿菌,Ca2+處理法,使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),感受態(tài)細胞,將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中，與感受態(tài)細胞混合，在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化。,44,總結(jié)目的基因?qū)胧荏w細胞的方法？,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因

23、槍法、花粉管通道法,顯微注射法,Ca2+處理法,重組質(zhì)粒導入受體細胞的操作，能保證所有受體細胞都能成功導入目的基因嗎？,受體細胞中沒有導入任何質(zhì)粒； 受體細胞中導入了不含目的基因的質(zhì)粒； 受體細胞中成功導入了重組質(zhì)粒。,45,怎樣對受體細胞中是否導入了目的基因進行檢測和篩選？ 目的基因能否在真核細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是什么？ 怎樣檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因？ DNA分子雜交技術(shù)的核心是什么？ 怎樣制備探針？,根據(jù)表達載體中標記基因的特點，利用選擇性培養(yǎng)基進行篩選,采用DNA分子雜交技術(shù),轉(zhuǎn)基因生物的_上是否插入了目的基因,染色體DNA,制備DNA探針,將目的基因片段用放射性

24、同位素做標記,46,DNA分子雜交技術(shù)的基本程序是什么？,提取出轉(zhuǎn)基因生物的_； 把含目的基因的DNA片段，用放射性同位素等作標記，以此做為_； 將探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組_； 若顯示出_，表明_已插入染色體DNA中。,基因組DNA,探針,雜交,雜交帶,目的基因,怎樣檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄除了mRNA？,DNA-RNA分子雜交技術(shù),提取出轉(zhuǎn)基因生物的_； 用放射性同位素等作標記的目的基因，做為_； 將DNA探針和轉(zhuǎn)基因生物的_雜交； 若顯示出_，表明目的基因已經(jīng)_。,mRNA,探針,雜交帶,轉(zhuǎn)錄出了mRNA,mRNA,47,怎樣檢測目的基因是否翻譯成了蛋白質(zhì)？ 翻譯出蛋白質(zhì)，是否意味著轉(zhuǎn)基因生物

25、完全滿足生產(chǎn)要求？ 怎樣確定轉(zhuǎn)基因植物是否具有抗性以及抗性的程度？ 總結(jié)目的基因檢測和鑒定的方法？ 基因工程育種和常規(guī)育種相比，有哪些優(yōu)勢？,還需要做個體生物學水平的鑒定,抗原-抗體雜交,做抗蟲或抗病的接種實驗（抗性接種實驗）,能定向改造生物的遺傳性狀； 克服了遠緣雜交不親和障礙； 能縮短育種周期。,48,抗性接種實驗,抗原抗體雜交法,DNA-RNA分子雜交法,DNA分子雜交法,受體是否具有 轉(zhuǎn)基因特征,目的基因是否翻譯,目的基因是否轉(zhuǎn)錄,目的基因是否插入,方法,檢測目的,49,目的基因,受體細胞,表達載體,檢測和鑒定,獲取 方法,基因文庫,PCR,人工合成,原核基因,真核基因,結(jié)構(gòu),工具酶,

26、限制酶,DNA連接酶,T4 DNA連接酶,Ecoli DNA連接酶,識別序列 切割位點 切割產(chǎn)物,啟動子、終止子 目的基因、標記基因、復制原點,組件,載體,質(zhì)粒 噬菌體 動植物病毒,方法,動物細胞 植物細胞 微生物細胞,包括,顯微注射法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法 Ca2+處理法,構(gòu)建,導入,需要,分子 水平,是否插入 是否轉(zhuǎn)錄 是否翻譯,DNA分子雜交 DNA-RNA分子雜交 抗原抗體雜交,探針,抗性接種,個體 水平,50,1.3 基因工程的應(yīng)用,植物基因工程的成果和應(yīng)用有哪些？ 大量使用化學農(nóng)藥的危害有哪些？ 常用的抗蟲基因有哪些？,抗蟲轉(zhuǎn)基因植物； 抗病轉(zhuǎn)基因植物； 抗逆轉(zhuǎn)基因

27、植物； 改良植物品質(zhì)。,造成嚴重的環(huán)境污染；危害人體健康；增加生產(chǎn)成本,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,51,什么是病原微生物？主要有哪些？ 為什么常規(guī)育種很難培育出抗病毒的作物新品種？ 在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因？ 在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中可使用的基因有哪些？ 哪些非生物的環(huán)境條件會造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？,引起動植物生病的微生物，主要有病毒、細菌和真菌等,作物自身缺少抗病毒的基因，雜交不可行；誘變育種不定向。,病毒外殼蛋白基因；病毒的復制酶基因,幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因,鹽堿、干旱、低溫和澇害等,52,利用什么基因可以提高作物的抗鹽堿、抗干旱

28、能力？ 怎樣使作物具有抗寒、抗除草劑的能力？ 怎樣提高植物細胞中必需氨基酸的含量？ 怎樣使轉(zhuǎn)基因花卉呈現(xiàn)出原先沒有的顏色變異？,調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因,導入抗凍蛋白基因、導入抗除草劑基因,將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)_導入植物； 改變必需氨基酸合成途徑中某種_的活性。,編碼基因,關(guān)鍵酶,導入與植物花青素代謝有關(guān)的基因（控制酶合成的相關(guān)基因）,53,動物基因工程的成果和應(yīng)用有哪些？ 如何利用動物基因工程技術(shù)提高動物的生長速率？ 怎樣降低牛奶中乳糖的含量，使有乳糖不耐癥的人也能喝牛奶？ 什么是乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器？,用于提高動物生長速度； 用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)； 用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物； 用轉(zhuǎn)

29、基因動物作器官移植的供體,導入外源生長激素基因,將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大減低。,轉(zhuǎn)基因動物進入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。,54,用基因工程技術(shù)實現(xiàn)乳腺生物反應(yīng)器的操作步驟是什么？,獲取_（例如抗凝血酶基因）； 構(gòu)建_（在抗凝血酶基因前加_基因的啟動子）； 通過_等方法，導入哺乳動物的_中； 進行_培養(yǎng)； 進行_，將胚胎送入母體動物； 發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的_個體的乳腺細胞中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達，其它細胞也有，但不表達）。,目的基因,基因表達載體,乳腺蛋白,顯微注射,XX受精卵,早期胚胎,胚胎移

30、植,雌性,55,器官移植技術(shù)面臨的世界性難題是什么？ 怎樣利用動物基因工程技術(shù)，解決上述難題？ 為什么選用豬，而不選用靈長類動物？ 怎樣培育沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因豬器官？,供體器官短缺和免疫排斥,培育沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因豬器官,豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人極為相似， 豬體內(nèi)隱藏的、可導致人類疾病的病毒遠少于靈長類。,向供體器官的基因組導入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制_基因的表達，或設(shè)法除去_基因， 結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官,抗原決定,抗原決定,56,什么是“工程菌”？ 干擾素是一種什么物質(zhì)？ 治療遺傳病的最有效手段是什么？ 什么是基因治療？ 基因治療的類型有幾種

31、？,用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達的微生物,是動物或人體細胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白， 幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。,基因治療,把正?；?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。,體內(nèi)基因治療和體外基因治療,57,體外基因治療和體內(nèi)基因治療的過程是什么？,體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細胞，進行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)化的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。,體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細胞中轉(zhuǎn)移目的基因的治病方法,體外基因治療需要用到哪些生物工程技術(shù)？ 基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀是什么？,動物細胞分離和培養(yǎng)技術(shù)；基因工程技術(shù)；,都處于初期的臨床試驗階段,58,1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起,基因工程有何局限性？ 天然蛋白質(zhì)有何不足？ 怎樣使蛋白質(zhì)的功能符合生產(chǎn)生活需