《选修三满分》ppt课件

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1、基因工程概念,基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术,定向改造生物啦！,1、基因工程又叫做_ _或_ 。,基因工程相关要点,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,限制性核酸内切酶,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 4、目的基因的检测与鉴定,基因拼接技

2、术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,新生物类型、生物产品,剪切, 拼接, 导入, 表达,基因重组,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”,形成平未端（SmaI）及黏性未端（EcoRI）,1)、种类： 2)、作用部位：,磷酸二酯键,DNA连接酶可把平未端或黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即相当于把梯子两边的扶手的断口连接起来，这样一个重组DNA分子就形成了。,2.DN

3、A连接酶“分子缝合针”,3.分子运载车运载体,（1） 作用：,将目的基因送入受体细胞,（2） 具备的条件：,a.能自我复制.,b.具有一个或多个酶切位点.,c.有标记基因.,d.对受体细胞无害.,质粒、噬菌体、动植物病毒,（3）种类：,质粒细菌拟核DNA之外结构简单、能自主复制的很小的双链环状DNA分子。,小结,1.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述 不正确的是 （ ） A.常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒 B.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 C.DNA连接酶和 RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 D.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒,C

4、,2.下列关于基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是（ ） A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B.限制性内切酶的活性受温度的影响 C.限制性内切酶能识别和切割RNA D.限制性内切酶可从原核生物中提取,C,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建,3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,基因工程基本操作的四个步骤,有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。,使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用,载体进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。,才能确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传和正确表达

5、。,（一）目的基因的提取,目的基因：主要是指_ 。 获取方法： 1、_中获取目的基因 2、人工合成法：化学方法合成DNA片段（反转录法、直接合成法） 3、 PCR反应扩增DNA,基本操作步骤,从基因文库,编码蛋白质的结构基因,原理：DNA复制 过程：加热DNA解链 冷却引物结合到互补DNA链 互补链合成 条件 ：耐高温DNA聚合酶,基因文库的构建：,（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，启动转录的“开关”。,鉴别受体细胞中是否含有目的基因 ，从普通细胞中筛

6、选出含目的基因的受体细胞,（1）用一定的_切割质粒，使其出现一个切口，露出_。 （2）用_切断目的基因，使其产生 _。,（3）将切下的目的基因片段插入质粒的_处，再加入适量_，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）,限制酶,黏性末端,同一种限制酶,相同的黏性末端,切口,DNA连接酶,重组质粒形成过程:,4基因工程的操作步骤：使目的基因与运载体相结合，将目的基因导入受体细胞，检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，提取目的基因，正确的操作顺序是（ ） A. B. C. D. 5聚合酶链式反应可表示为（ ） A.PEC B.PER C.PDR D.PCR,c,D,导入植物 细胞：,（三）将目的基因导

7、入受体细胞,导入动物 细胞：,导入微生物细胞：,受体细胞 导入方法,体细胞 受精卵,受精卵,显微注射法,Ca2处理法,将目的基因导入微生物细胞,原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，故早期常作为受体细胞。,重组表达载体DNA 溶于缓冲液,导入,目的基因是否插入转基 因生物染色体的DNA上,（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,抗虫性鉴定、抗病性鉴定、生物活性鉴定等（生理、性状水平的检测）,检测,转基因生物,转基因生物是指利用 技术导入 培育出的能够将新性状稳定地 给后代的 生物。,基因工程,外源基因,遗传,基因工程,优点：,打破了常规育种难以突破的

8、， 的改变了生物的遗传性状.,物种之间的界限(生殖隔离),定向,1.抗虫转基因植物,（一）植物基因工程硕果累累:,2. 抗病转基因生物,3.抗逆转基因作物,基 因 工 程 的 应 用,4.利用转基因改良植物的品质,方法:,利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：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率

9、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,基因治疗的类型,比较：基因工程和蛋白质工程,蛋白质工程流程图,从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相应的脱氧核苷酸序列(即基因),板书：用干扰素例子，反推过程。 第4步后接着做什么？,3.下图表示某限制酶切割某

10、DNA的过程，据图判断该限制酶能识别的核苷酸序列及切点是（ ）,A、CTTAAG，切点在C和T之间 B、CTTAAG，切点在G和A之间 C、GAATTC，切点在G和A之间 D、CTTAAC，切点在C和T之间,C,4.可作为“分子运输车”的是（ ） 天然质粒 人工改造的质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒 A B C D,5在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指 A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶 C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒 D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒,c,D,6哪项不是基因表达载体的组成部分（ ） A启动子 B终止密码

11、C标记基因 D目的基因 7基因工程中常用的受体细胞不包括 （ ） A人体细胞 B动物细胞 C植物细胞 D微生物细胞,A,B,8.“转基因动物”是指（ ） A提供基因的动物 B基因组中增加外源基因的动物 C能产生白蛋白的动物 D能表达基因信息的动物 9蛋白质工程的实质是 （ ） A改变氨基酸结构 B.改造蛋白质 C改变肽链结构 D.改造基因结构 10.基因工程的实质是 （ ） A.基因重组 B.基因突变 C.产生新的蛋白质 D.产生新的基因,B,D,A,111976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌 （

12、） A能进行DNA复制 B.能传递给细菌后代 C. 能合成生长抑制素释放因子 D.能合成人的生长素,C,12不属于目的基因与运载体结合过程的是 （ ） A用一定的限制酶切割质粒，露出黏性末端 C将切下的目的基因插入到质粒的切口处 B用同种限制酶切割目的基因，露出黏性末端 D将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增,D,在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kanr）常作为标记 基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。,请据图回答： （1）A过程需要的酶有_。 （2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是_。 （3）C过程的培养

13、基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_。 （4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用_ _ _ 作为探针。,限制性内切酶和DNA连接酶,具有标记基因；能在宿主细胞内复制并稳定保存,卡那霉素,放射性同位素（或荧光分子）标记后的抗虫基因,（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。 将转基因植株与_杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。 若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型 的数量比为_。 若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得 的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占_%。,非转基

14、因植株,3：1,100,专题二、细胞工程,1、概念:,植物细胞工程 动物细胞工程 微生物工程（略）,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,一、植物细胞工程,大小：受精卵 生殖细胞体细胞,(离体的植物 器官、组织或细胞),脱分化,再分化,培养条件：,离体、含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适合的光照等,外植体,原理：,细胞的全能性,扩大培养,细胞分裂素和生长素,1、植物组织培养,融合细胞,杂种细胞,去壁的常用方法：,诱导原生质体融合方法：,融合成功的标志,人工诱导,筛选,2、植物体细胞杂交的过程,原理：细胞全能性 细胞的流动性,（1）植物繁殖的新途径（见资料）,1）微型繁殖（快速繁殖） 2）作物脱毒（茎尖） 3）神奇的人工种子（结构:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽）,（2）作物新品种的培育,1）单倍体育种(明显缩短育种年限) 2）突变体的利用 3）转基因植物的培育,（3）细胞产物的工厂化生产,3、植物细胞工程的实际应用,1.愈