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1、,1、基因工程又叫做 _ 或_。,基因工程,基因拼接技术,DNA重组技术,2、基本工具： “分子手术刀” “分子缝合针” 基因进入受体细胞的载体,3、基本操作步骤：,运载体,DNA连接酶,限制性内切酶,1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建（核心） 3、将目的基因导入受体细胞（转化） 4、目的基因的检测与鉴定,基础回顾,十字绣szxclub/ 十字绣之家szxclub十字绣szxclub/ 十字绣之家szxclub/ 十字绣图案大全szxclub/picture/十字绣绣法szxclub/xiufa/十字绣品牌szxclub/pinpai/,专题1 基因工程,1、了解基因工程的诞生过程 2
2、、理解基因工程的原理和技术 3、理解基因工程在工农业、 医药卫生等的应用,学习目标,基 因 工 程,1、限制性核酸内切酶,一种限制性内切酶只能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开（切割DNA分子）,来源：主要从原核细胞分离 作用：,作用结果：,EcoRI,重难点剖析,基因工程的“专用工具”,平未端（SmaI）及粘性未端（EcoRI）,1、种类： 2、作用部位：,磷酸二酯键,DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。,DNA连接酶“分子缝合针”,基因工程的“专用工
3、具”,运载体：常用质粒、 噬菌体的衍生物、动植物病毒 质粒特点：,1、细菌染色体外双链环状DNA分子 2、能自我复制并在受体细胞中稳定存在 3、有一个或多个限制酶切点 4、有特殊的遗传标记基因,注意：真正用作运载体的质粒都 是人工改造过的。,（二）基因表达载体构建,1、基因表达载体由_、_ _、_四部分组成。,目的基因,启动子,标记基因,终止子,2、启动子作用：,3、标记基因的作用：,RNA聚合酶识别和结合的位点,鉴别受体细胞中是否含有目的基因 筛选出含目的基因的细胞,质粒,DNA分子,DNA连接酶,过程:,导入植物 细胞：,（三）将目的基因导入受体细胞,导入动物 细胞：,导入微生物细胞：,受
4、体细胞 导入方法,体细胞 受精卵,受精卵,显微注射法,Ca2处理法,目的基因是否插入转基 因生物染色体的DNA：,（四）目的基因的检测与鉴定,目的基因是否表达：,目的基因是否转录：,鉴定,抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,检测,DNA分子杂交示意图,采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。,1、抗虫转基因植物 方法：,从某些生物中分离出具有杀虫活性的 基因，将其导入农作物中，使其具有 抗虫性,Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植
5、物凝集 素基因等,（一）植物基因工程硕果累累,2、抗病转基因生物,目的基因包括：,病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、抗真菌转基因植物中的有几丁质酶基因和抗毒素合成基因,3、抗逆转基因作物 4、利用转基因改良植物的品质方法：,基 因 工 程 的 应 用,用转基因动物生产药物-动物乳腺生物反应器,（二）动物基因工程前景广阔,用转基因动物作器官移植的供体 供体动物： 存在的难题： 解决方法：,猪,免疫排斥,将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,（三）、基因工程药品异军突起工程菌：用基因工程的方
6、法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。我国已生产的产品：,白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等,（四）基因诊断与基因治疗,基因诊断：用放射性同位素等标记的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。,我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞,基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。,体外基因治疗,体内基因治疗,基因治疗的形式,蛋白质工程,蛋白质工程,什么是蛋白质工程,以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。,蛋白质工程流程图,从预期的蛋白质功能出发 设计预
7、期的蛋白质结构 推测应用的氨基酸序列 找到相应的脱氧核苷酸序列,板书：用干扰素例子，反推过程。 第4步后接着做什么？,比较：基因工程和蛋白质工程,(2019理综山东卷)35.（8分）【生物现代生物科技专题】 为扩大耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中 处，DNA连接酶作用于 处。（填“a”或“b”） （2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。 （3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是 和 。 （4）
8、为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,a,植物组织培养,脱分化（去分化）,基因枪法（花粉管通道法）,再分化,耐盐基因（目的基因）,一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）,a,（2019上海高考生物巻）39、以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。 （1）获得目的基因的方法通常包括 和 。 （2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是 和 。 （3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或 ，后者的形状成 。 （4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率 ，所以在转化后通常
9、需要进行 操作。 （5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和 序列上是相同的。,答案：（1）从基因文库中获取 化学合成（人工合成） （2）限制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶（连接酶） （3）质粒 小型环状（双链环状、环状） （4）低 筛选 （5）氨基酸,（2019，山东理，8分）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答： （1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 。 （2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是
10、。 （3）通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。 （4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。 （5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的 转入 细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为 。,显微注射法,受精卵（或早期胚胎）,DNA分子杂交）（核酸探针）,受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达,去核的卵,膀胱上皮,细胞核,核移植（或克隆）,（2019，广东）39（现代生物科技专题，10分）天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝
11、状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是 ，用 将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子 ，以完成工程菌的构建。（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是 ；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用 检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？,限制酶（限制性核酸内切酶）,导入酿酒酵母菌,DNA分子杂交技术,测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量,抗原抗体杂交或淀粉酶活性,该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明圈,DNA连接酶,工具酶主要来自微生物；最重要的目的基因供体库之一；目的基因的载体之一；作为受体细胞；提供用于发酵的工程菌,祝同学们学习进步,
