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1、选修选修3 现代生物科技专题现代生物科技专题选修3基因工程复习专题专题1 基因工程基因工程选修3基因工程复习基因工程是指按照基因工程是指按照 ，进行，进行严格的设计，并通过严格的设计，并通过 DNA重组和转重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，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。由于基因工程是在类型和生物产品。由于基因工程是在 水平上进行设计和施工的，因此又叫做水平上进行设计和施工的，因此又叫做 。一、基因工程的概念一、基因工程的概念人们的意愿人们的意愿体外体外DNA重组技术重组技术DNA分子分子选修3基
2、因工程复习操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果生物体外生物体外基因基因DNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达人类需要的基因产物人类需要的基因产物( (定向定向改造生物遗传特性改造生物遗传特性) )实质：基因重组实质：基因重组基因工程的特点：基因工程的特点：选修3基因工程复习二、基因操作的工具二、基因操作的工具v1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶v2 2、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶v3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体选修3基因工程复习1.2.11.2.1限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶1.
3、来源：来源：主要是从主要是从 中分离纯化出来的。中分离纯化出来的。2.功能：功能：能够识别双链能够识别双链DNA分子的某种分子的某种 核核苷酸序列，并且使每一条链中苷酸序列，并且使每一条链中 部位的两个部位的两个核苷酸之间的核苷酸之间的 断开，因此具有断开，因此具有 性。性。特定特定原核生物原核生物特定特定磷酸二酯键磷酸二酯键特异特异现在已知的核酸限制性内切酶均不能切割现在已知的核酸限制性内切酶均不能切割RNA选修3基因工程复习3.3.识别序列：识别序列： 定义：定义：限制性内切酶在双链分子上能识别的特定限制性内切酶在双链分子上能识别的特定核苷酸序列。又称为识别位点、切割位点或靶位点。核苷酸序
4、列。又称为识别位点、切割位点或靶位点。 长度：长度：大多数限制酶的识别序列由大多数限制酶的识别序列由 个核苷个核苷酸组成。酸组成。也有也有4 4、5 5或或8 8个核苷酸的。个核苷酸的。 结构特点：结构特点：具有具有双重旋转对称双重旋转对称双重旋转对称双重旋转对称结构，即：回文结结构，即：回文结构。构。 A B C N A B C N A B C N A B C N CBACBACBACBA ABCABCABCABC N C B N C B N C B N C B A A A A A B C A B C A B C A B C CBACBACBACBA ABCABCABCABC C C C C
5、 B AB AB AB A A B A B A B A B BABABABA ABABABAB B A B A B A B A6选修3基因工程复习 经限制酶切割产生的经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种片段末端通常有两种形式：形式： 和和 。前者是限制酶在。前者是限制酶在它识别序列的它识别序列的 将将DNA的两条链切开产的两条链切开产生的，后者是限制酶在它识别序列的生的，后者是限制酶在它识别序列的 切开切开产生的。产生的。黏性末端黏性末端平末端平末端中心轴线两侧中心轴线两侧中心轴线中心轴线选修3基因工程复习G A A T T CGC T T A AA A T T CG限制酶切割限制酶切割
6、DNA分子示意图分子示意图 C T T A A G黏性末端黏性末端EcoREcoR选修3基因工程复习 C C C G G G限制酶切割限制酶切割DNA分子示意图分子示意图 G G G C C C平末端平末端SmaSma C C C G G GG G GC C C选修3基因工程复习1.不同不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同；黏性末端都相同；2.同一个同一个DNA分子用不同限制酶切割，产生分子用不同限制酶切割，产生的黏性末端的黏性末端一般一般不相同；不相同；3.不同限制酶切割形成的黏性末端，如互补不同限制酶切割形成的黏性末端，如互补则可以相互重新配对。
7、则可以相互重新配对。选修3基因工程复习1：下列关于限制酶的说法正确的是（：下列关于限制酶的说法正确的是（ ）A.限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中少限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中少B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端后都会形成黏性末端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键B选修3基因工程复习2.现有一长度为现有一长度为3 000个碱基对个碱基对(bp)的线性的线性DNA分子，用限制分子，用限制酶切后，进行凝胶电泳，使降酶切后，进行凝胶电泳
8、，使降解产物分开。用酶解产物分开。用酶H单独酶切，单独酶切，结果如图结果如图1。用酶。用酶B单独酶切，单独酶切，结果如图结果如图2。用酶。用酶H和酶和酶B同时同时酶切，结果如图酶切，结果如图3。该。该DNA分分子的结构及其酶切图谱是子的结构及其酶切图谱是( )A选修3基因工程复习3.限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分分子上特定的核苷酸序列。如图为四种限制酶子上特定的核苷酸序列。如图为四种限制酶BamH，EcoR，Hind以及以及Bgl 的辨识序的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制
9、酶所切割出来的哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补片段末端可以互补黏合，其正确的末端互补序列应该为黏合，其正确的末端互补序列应该为: A.BamH和和EcoR；末端互补序列；末端互补序列-AATT-B.BamH和和Hind；末端互补序列；末端互补序列-GATC-C.EcoR和和Hind；末端互补序列；末端互补序列-AATT-D.BamH和和Bgl；末端互补序列；末端互补序列-GATC-D选修3基因工程复习4.一环状一环状DNA分子，设其长度为分子，设其长度为1。限制性内切酶。限制性内切酶A在其上的切点位于在其上的切点位于0.0处；限制性内切酶处；限制性内切酶B在其上的切在其上的切点位
10、于点位于0.3处；限制性内切酶处；限制性内切酶C的切点未知。但的切点未知。但C单独单独切或与切或与A或或B同时切的结果如下表，请确定同时切的结果如下表，请确定C在该环形在该环形DNA分子的切点应位于图中的分子的切点应位于图中的: A.0.2和和0.4处处 B.0.4和和0.6处处C.0.5和和0.7处处 D.0.6和和0.9处处A选修3基因工程复习1。分类：。分类： 根据酶的来源不同，可分为两类：一类是根据酶的来源不同，可分为两类：一类是从从 中分离得到的，称为中分离得到的，称为 连连接酶；另一类是从接酶；另一类是从 中分离出来的，中分离出来的，称为称为 连接酶。连接酶。1.2.2 基因的的针
11、线基因的的针线DNADNA连接酶连接酶大肠杆菌大肠杆菌E.coliDNAT4噬菌体噬菌体T4DNA选修3基因工程复习2。两种。两种DNA连接酶的比较：连接酶的比较：（1）相同点：）相同点：都缝合都缝合 键。键。（2）区别：）区别：EcoliDNA连接酶只能将双链连接酶只能将双链DNA片段片段互补的互补的 之间连接起来，而不能将双链之间连接起来，而不能将双链DNA片段片段 之间进行连接；而之间进行连接；而T4DNA连接连接酶既可以酶既可以“缝合缝合”双链双链DNA片段互补的片段互补的 ，又可以又可以“缝合缝合”双链双链DNA片段的片段的 。但连接。但连接平末端的之间的效率较平末端的之间的效率较
12、。磷酸二酯磷酸二酯磷酸二酯磷酸二酯黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端平末端平末端平末端平末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端平末端平末端平末端平末端低低低低（3 3）连接的部位：）连接的部位： 磷酸二酯键（在磷酸二酯键（在“梯子梯子”的扶手的扶手处），处）， 不是氢键（在不是氢键（在“梯子梯子”的踏板处）。的踏板处）。选修3基因工程复习DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？聚合酶是一回事吗？为什么？DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶作用实质作用实质催化相邻二个核苷酸形成磷酸二酯键催化相邻二个核苷酸形成磷酸二酯键模板模板不需要不需要需要需要连接连接DNA链的方式链的方式双链双链单
13、链单链作用过程作用过程在两个在两个DNA片段片段之间形成磷酸二酯之间形成磷酸二酯键键以一条以一条DNA链为模板，将链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补键形成一条与模板链互补的的DNA链链作用结果作用结果将将DNA双链上的双链上的两个缺口同时连接两个缺口同时连接起来起来合成新的合成新的DNA分子分子选修3基因工程复习名名 称称作作 用用应用应用DNA连接酶连接酶限制性核酸内限制性核酸内切酶切酶DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶逆转录酶逆转录酶连接两个连接两个DNADNA片段片段切割某种特定的脱氧切割某种特定的脱氧核苷酸序列核苷酸序列在脱氧核
14、苷酸链上添在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸加单个脱氧核苷酸在核苷酸链上添加单在核苷酸链上添加单个核苷酸个核苷酸使碱基间氢键断裂形使碱基间氢键断裂形成单脱氧核苷酸链成单脱氧核苷酸链以以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA基因工程基因工程DNADNA复制复制转录转录DNADNA复制复制及转录及转录逆转录、逆转录、基因工程基因工程选修3基因工程复习迄今为止，所发现的迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连连接酶都不具有连接单链接单链DNA的能力，至于原因，现在还不清的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链楚，也许将来会发现可以连接单链DNA的酶。的酶。DNA连接酶有连接单
15、链连接酶有连接单链DNA的本领吗？的本领吗？选修3基因工程复习使用限制性内切酶时，需同时使用解旋酶吗？使用使用限制性内切酶时，需同时使用解旋酶吗？使用DNA连接酶时，需同时使用连接酶时，需同时使用DNA聚合酶吗？聚合酶吗？1。切割。切割DNA时，用限制性内切酶打开磷酸二酯键，此时，用限制性内切酶打开磷酸二酯键，此过程在加热条件下（常用过程在加热条件下（常用37）下进行，（氢键的键能）下进行，（氢键的键能很小）两个切点之间的氢键不用解旋酶便会自动断开很小）两个切点之间的氢键不用解旋酶便会自动断开（其它部位的氢键不会打开，因为其它部位仍有磷酸二（其它部位的氢键不会打开，因为其它部位仍有磷酸二酯键这
16、种相当于连接骨架的键的支持）。这样就获得了酯键这种相当于连接骨架的键的支持）。这样就获得了黏性末端。所以黏性末端。所以不需要解旋酶不需要解旋酶。 2。在重组。在重组DNA时，可用时，可用DNA连接酶的连接磷酸二酯键，连接酶的连接磷酸二酯键，至于氢键，它们会通过碱基互补，自动形成。不需消至于氢键，它们会通过碱基互补，自动形成。不需消耗能量，耗能量，不需不需DNA聚合酶聚合酶。 选修3基因工程复习1.2.3 1.2.3 基因的运输工具基因的运输工具运载体运载体作用：作用：具备的条件具备的条件种类：种类：将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。能在宿主细胞内复制并稳定地保存能在宿主细胞内复制
17、并稳定地保存具有多个限制酶切点具有多个限制酶切点具有某些标记基因具有某些标记基因质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒、噬菌体和动植物病毒。使用运载使用运载体的目的体的目的用它作为运载工具，将目的基因送到宿用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去。主细胞中去。选修3基因工程复习质粒的特点质粒的特点 （）质粒上会存在某些标记基因，标记基因有（）质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？什么用途？ （）要想将某个特定基因与质粒相连，至少需（）要想将某个特定基因与质粒相连，至少需要用几种限制性内切酶和几种要用几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？连接酶处理？思考思考质粒：是一种质粒：是一种 的、的
18、、 、 ，并具有，并具有 能力的能力的 。裸露裸露结构简单结构简单独立于细菌染色体（拟核）之外独立于细菌染色体（拟核）之外自我复制自我复制双链环状双链环状DNA分子分子鉴别和筛选含有目的基因的细胞鉴别和筛选含有目的基因的细胞选修3基因工程复习-TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG-ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC-AGGATCTTAAGAGAGCCATACTTAAGGTATG-TCCTAGAATT CTCTCGGTATGAATTCCATAC-判断判断：下列二个：下列二个DNA分子（片段），哪一个是分子（片段），哪一个是目的基因，哪一个是运载体？目
19、的基因，哪一个是运载体？选修3基因工程复习三、基因操作的基本步骤三、基因操作的基本步骤1 1、获取目的基因、获取目的基因2 2、构建基因表达载体、构建基因表达载体3 3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞4 4、目的基因的检测和鉴定、目的基因的检测和鉴定选修3基因工程复习目前被较广泛提取使用的目的基因有：目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。1.1.目的基因的概念：目的基因的概念：人们需要的特定基因。人们需要的特定基因。（一
20、）目的基因的获取（一）目的基因的获取: :选修3基因工程复习1.1.什么是基因文库？什么是基因文库？种类种类基因组文库：基因组文库：cDNA文库：文库：含有一种生物的含有一种生物的全部全部基因基因含有一种生物的含有一种生物的部分部分基因基因（1）从基因文库中获取目的基因）从基因文库中获取目的基因 将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNADNA片断，片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。这种生物的不同基因，称为基因文库。2.获取目的基因的方法：获取目的基因的方法：选修3基因工程复习基因组文库基
21、因组文库部分基因文库部分基因文库（cDNA文库）文库）选修3基因工程复习怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？根据基因的有关信息：如基因的核苷酸序列、根据基因的有关信息：如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物转录产物mRNA、基因的翻译产物蛋白质等。、基因的翻译产物蛋白质等。选修3基因工程复习 概念：概念：PCR全称为全称为_，是一项，是一项 在生物在生物_复制复制_的核酸合成技术。的核酸合成技术。 条件：条件：_、_、_ 、 _. 前提条件：前提条件：_原理：原理：_聚合酶链式反应
22、聚合酶链式反应体外体外特定特定DNA片段片段DNA复制复制已知核苷酸序列的基因已知核苷酸序列的基因四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸一对引物一对引物DNA聚合酶聚合酶（Taq酶）酶）一段已知目的基因的核苷酸序列一段已知目的基因的核苷酸序列（2）利用利用PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因引物：引物：20个左右碱基、根据个左右碱基、根据已知目的基因的核苷酸序已知目的基因的核苷酸序列合成列合成的短的短DNA单链单链选修3基因工程复习方式：方式：以以_方式扩增，即方式扩增，即_（n为扩增循为扩增循 环的次数）环的次数）结果：结果：指数指数2n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增使目的基因的片段在短时
23、间内成百万倍地扩增选修3基因工程复习5 5/ /3 3/ /GGGGTCTC3 3/ /5 5/ /AGAGCCCC5 5/ /3 3/ /引物引物GGGG变性变性复性复性延伸延伸5 5/ /3 3/ /AGAG引物引物第一步：将反应体系（包括双链模板、第一步：将反应体系（包括双链模板、引物、耐高温的引物、耐高温的DNA聚合酶、四种脱聚合酶、四种脱氧核糖核苷酸以及酶促反应所需的离氧核糖核苷酸以及酶促反应所需的离子等）加热至子等）加热至9095 ，使双链，使双链DNA模板两条链之间的氢键打开，变成单模板两条链之间的氢键打开，变成单链链DNA，作为互补链聚合反应的模板。，作为互补链聚合反应的模板。
24、第二步：将反应体系降温至第二步：将反应体系降温至555560 60 ，使两种引物分别与模板使两种引物分别与模板DNADNA链链33端的互端的互补序列互补配对，这个过程称为复性。补序列互补配对，这个过程称为复性。第三步：将反应体系升温至第三步：将反应体系升温至7075 ，在耐高温的，在耐高温的DNA聚合酶催化作用下，聚合酶催化作用下，将与模板互补的单个核苷酸加到引物所将与模板互补的单个核苷酸加到引物所提供的提供的3-OH上，使上，使DNA链延伸链延伸,产生一产生一条与模板链互补的条与模板链互补的DNA链。链。PCRPCR技术扩增目的基因的过程：技术扩增目的基因的过程：选修3基因工程复习PCRPC
25、R技术扩增目的基因的过程：技术扩增目的基因的过程：选修3基因工程复习PCR技术扩增过程技术扩增过程a、DNA变性（变性（90-95）：双链）：双链DNA模板模板 在热作用下，在热作用下， 断裂，形成断裂，形成_ b、复性（复性（55-60）：系统温度降低，引物）：系统温度降低，引物 与与DNA模板结合，形成局部模板结合，形成局部_。 c、延伸（、延伸（70-75）：在）：在Taq酶的作用下，从酶的作用下，从引物的引物的5端端3端延伸，合成与模板互补端延伸，合成与模板互补的的_。 氢键氢键单链单链DNA双链双链DNA链链选修3基因工程复习上述三步反应完成后，一个上述三步反应完成后，一个上述三步反
26、应完成后，一个上述三步反应完成后，一个DNADNA分子就变成了两个分子就变成了两个分子就变成了两个分子就变成了两个DNADNA分子，随着重复次数的增多，分子，随着重复次数的增多，分子，随着重复次数的增多，分子，随着重复次数的增多，DNADNA分子就以分子就以分子就以分子就以2 2n n的形式增加。的形式增加。的形式增加。的形式增加。PCRPCR的反应过程都是在的反应过程都是在的反应过程都是在的反应过程都是在PCRPCR扩增仪中扩增仪中扩增仪中扩增仪中完成的。完成的。完成的。完成的。l每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍。一倍。30轮循环可获得轮循
27、环可获得- 230（1.07109)个基因片段个基因片段选修3基因工程复习DNA复制与复制与PCR技术的比较技术的比较项目项目DNA复制复制PCR技术技术场所场所细胞核内细胞核内生物体外生物体外原理原理碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对酶酶DNA聚合酶、解旋酶聚合酶、解旋酶热稳定热稳定DNA聚合酶聚合酶（Taq酶）酶）条件条件模板、模板、ATP、引物链、常温、引物链、常温模板、模板、ATP、引物链、温、引物链、温度变化（度变化（909555607075)原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸特点特点形成的是整个形成的是整个DNA分子，一分子，一个细胞周期
28、只复制一次个细胞周期只复制一次短时间内形成大量目的基因短时间内形成大量目的基因DNA片段片段选修3基因工程复习选修3基因工程复习有人采用总有人采用总DNA注射法进行遗传转化，即将一个生注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总物中的总DNA提取出来，通过注射或花粉管通道法提取出来，通过注射或花粉管通道法导入受体植物，导入受体植物，没有进行表达载体的构建没有进行表达载体的构建，这种方，这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导法针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导入了受体植物。此法目前争议颇多，严格来讲不算入了受体植物。此法目前争议颇多，严格来讲不算基因工程。基因工程。将目的基因直接导
29、入受体细胞不是更简便吗？将目的基因直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？如果这么做，结果会怎样？选修3基因工程复习（二）基因表达载体的构建（二）基因表达载体的构建核心核心质粒质粒DNA分子分子限制酶处理限制酶处理两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNA连接酶连接酶重组重组DNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）同一种同一种一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端选修3基因工程复习 目的基因与运载体结合的结果可能有几目的基因与运载体结合的结果可能有几种情况？种情况？1 1、目的基因与目的基因结合；、目的基因与目的基因结合；2 2、质粒与质粒结合；、质粒与质粒结合；3 3、目的
30、基因与质粒结合。、目的基因与质粒结合。选修3基因工程复习基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：a、目的基因、目的基因b、启动子、启动子c、终止子、终止子d、标记基因、标记基因保证质粒拷贝数保证质粒拷贝数筛选重组子筛选重组子选修3基因工程复习编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区(编码区上游编码区上游)(编码区下游编码区下游)启动子启动子终止子终止子基因基因是是RNA聚合酶的结聚合酶的结合位点，起动并催合位点，起动并催化转录化转录mRNA终止转录终止转录mRNA外显子外显子内含子内含子选修3基因工程复习例。植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作适当的例。植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作
31、适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰发生在（发生在（ ） A、内含子、内含子 B、外显子、外显子 C、编码区、编码区 D、非编码区、非编码区D选修3基因工程复习基因工程操作中，只有使用受体生物自身基因工程操作中，只有使用受体生物自身基因的启动子才比较有利于基因的表达。基因的启动子才比较有利于基因的表达。通过通过cDNA文库获得的目的基因没有启动文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体细胞中无法转录。子，只将编码序列导入受体细胞中无法
32、转录。选修3基因工程复习（三）将目的基因导入受体细胞（三）将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：常用的受体细胞：动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。转化转化目的基因进入目的基因进入_内，并且在内，并且在 受体细胞内维持受体细胞内维持_和和_的过程的过程受体细胞受体细胞稳定稳定表达表达选修3基因工程复习方法方法导入植物细胞导入植物细胞导入动物细胞导入动物细胞导入微生物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注射法显微注射法 感受态细胞吸感受态细胞吸 收收DNADNA分子分子选修3基因工程复习农杆
33、菌转化法农杆菌转化法农杆菌农杆菌：生活在土壤中。能在自然条件下感染双子叶植物生活在土壤中。能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物无感染能力。和裸子植物，而对大多数单子叶植物无感染能力。过程：过程：构建表达载体（重组构建表达载体（重组Ti质粒）质粒）转入农杆菌转入农杆菌导入植物细胞导入植物细胞目的基因插入植物细胞染色目的基因插入植物细胞染色体体DNA中中培养再生成植株培养再生成植株筛选出表现新性状的植株筛选出表现新性状的植株1.1.将目的基因导入植物细胞之将目的基因导入植物细胞之选修3基因工程复习根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理，你能分析根据农杆菌可将目的基因导入
34、双子叶植物的机理，你能分析出农杆菌不能将目的基因导入单子叶植物的原因吗？若想将出农杆菌不能将目的基因导入单子叶植物的原因吗？若想将一个抗病基因导入单子叶植物，如小麦，从理论上说，你应一个抗病基因导入单子叶植物，如小麦，从理论上说，你应该如何做？该如何做？ 根瘤农杆菌具有趋化性，即植物的受伤组织会产生一些根瘤农杆菌具有趋化性，即植物的受伤组织会产生一些根瘤农杆菌具有趋化性，即植物的受伤组织会产生一些根瘤农杆菌具有趋化性，即植物的受伤组织会产生一些糖类和酚类物质吸引根瘤农杆菌向受伤组织集中。研究证明，糖类和酚类物质吸引根瘤农杆菌向受伤组织集中。研究证明，糖类和酚类物质吸引根瘤农杆菌向受伤组织集中。
35、研究证明，糖类和酚类物质吸引根瘤农杆菌向受伤组织集中。研究证明，主要酚类诱导物为主要酚类诱导物为主要酚类诱导物为主要酚类诱导物为乙酰丁香酮乙酰丁香酮乙酰丁香酮乙酰丁香酮和和和和羧基乙酰丁香酮羧基乙酰丁香酮羧基乙酰丁香酮羧基乙酰丁香酮，这些物质，这些物质，这些物质，这些物质主要在双子叶植物细胞壁中合成，通常不存在于单子叶植物主要在双子叶植物细胞壁中合成，通常不存在于单子叶植物主要在双子叶植物细胞壁中合成，通常不存在于单子叶植物主要在双子叶植物细胞壁中合成，通常不存在于单子叶植物中，这也是单子叶植物不易被根瘤农杆菌侵染的原因。中，这也是单子叶植物不易被根瘤农杆菌侵染的原因。中，这也是单子叶植物不易
36、被根瘤农杆菌侵染的原因。中，这也是单子叶植物不易被根瘤农杆菌侵染的原因。 如果想将一个抗病毒基因转入小麦，也可以用农杆菌，如果想将一个抗病毒基因转入小麦，也可以用农杆菌，如果想将一个抗病毒基因转入小麦，也可以用农杆菌，如果想将一个抗病毒基因转入小麦，也可以用农杆菌，但要注意两点：但要注意两点：但要注意两点：但要注意两点：要选择合适的农杆菌菌株，因为不是所有要选择合适的农杆菌菌株，因为不是所有要选择合适的农杆菌菌株，因为不是所有要选择合适的农杆菌菌株，因为不是所有的农杆菌菌株都可以侵染单子叶植物；的农杆菌菌株都可以侵染单子叶植物；的农杆菌菌株都可以侵染单子叶植物；的农杆菌菌株都可以侵染单子叶植物
37、；要加趋化和诱导的要加趋化和诱导的要加趋化和诱导的要加趋化和诱导的物质，一般为乙酰丁香酮等，目的是使农杆菌向植物组织的物质，一般为乙酰丁香酮等，目的是使农杆菌向植物组织的物质，一般为乙酰丁香酮等，目的是使农杆菌向植物组织的物质，一般为乙酰丁香酮等，目的是使农杆菌向植物组织的受伤部位靠拢（趋化性）和激活农杆菌的受伤部位靠拢（趋化性）和激活农杆菌的受伤部位靠拢（趋化性）和激活农杆菌的受伤部位靠拢（趋化性）和激活农杆菌的VirVir区（诱导）的基区（诱导）的基区（诱导）的基区（诱导）的基因，使因，使因，使因，使T-DNAT-DNA转移并插入到染色体转移并插入到染色体转移并插入到染色体转移并插入到染色
38、体DNADNA上。上。上。上。选修3基因工程复习显微注射技术显微注射技术2.2.将目的基因导入动物细胞之将目的基因导入动物细胞之将含有目的基因将含有目的基因将含有目的基因将含有目的基因的表达载体提纯的表达载体提纯的表达载体提纯的表达载体提纯( ( ( (浓度浓度浓度浓度1-3%ug/mL)1-3%ug/mL)1-3%ug/mL)1-3%ug/mL)取卵取卵取卵取卵显微注射显微注射显微注射显微注射人工受精人工受精人工受精人工受精将受精卵移入子宫将受精卵移入子宫将受精卵移入子宫将受精卵移入子宫选修3基因工程复习显微注射法显微注射法特点特点不足不足p DNADNADNADNA损失少损失少损失少损失少
39、; ; ; ;p 无需选择标记基因无需选择标记基因无需选择标记基因无需选择标记基因; ; ; ;p 整合效率高整合效率高整合效率高整合效率高. . . .p 仪器设备要求高仪器设备要求高仪器设备要求高仪器设备要求高; ; ; ;p 操作比较烦琐。操作比较烦琐。操作比较烦琐。操作比较烦琐。选修3基因工程复习感受态细胞感受态细胞3 3、将目的基因导入微生物细胞：、将目的基因导入微生物细胞：(A)(A)常用的受体细胞：常用的受体细胞：大肠杆菌大肠杆菌( (最广泛最广泛) )、枯草、枯草杆菌、土壤农杆菌杆菌、土壤农杆菌(B)(B)导入途径：导入途径：受体细胞受体细胞( (细菌细菌) )CaClCaCl
40、2 2处理处理细菌细胞壁通透性增加细菌细胞壁通透性增加感受态细胞与感受态细胞与重组质粒混合重组质粒混合感受态细胞吸感受态细胞吸收重组质粒收重组质粒主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞方法主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞方法原因原因：繁殖快，单细：繁殖快，单细胞，遗传物质少。胞，遗传物质少。（-4）选修3基因工程复习因为大肠杆菌等细菌的细胞壁成分主要是因为大肠杆菌等细菌的细胞壁成分主要是肽聚糖，因此一般要先用肽聚糖，因此一般要先用Ca2 处理，以处理，以增加细菌细胞壁的通透性增加细菌细胞壁的通透性。思考：为什么要用思考：为什么要用Ca2处理细胞？处理细胞？选修3基因工程复习（四）目的基因的检测与鉴定（四）目
41、的基因的检测与鉴定检测检测检测转基因生物染色体的检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因检测目的基因是否转录检测目的基因是否转录出了出了mRNA检测目的基因是否翻检测目的基因是否翻译成蛋白质译成蛋白质DNA分子分子杂交杂交DNA-RNADNA-RNA分子杂交分子杂交抗原抗原抗抗体杂交体杂交选修3基因工程复习如果显示出杂交带，就表明待测样品含有如果显示出杂交带，就表明待测样品含有目的基因或目的基因已经转录。目的基因或目的基因已经转录。选修3基因工程复习、进行个体生物学水平鉴定：、进行个体生物学水平鉴定：、抗虫或抗病检测：、抗虫或抗病检测：对抗虫或抗病基因导入植物细胞后
42、是否赋予植物对抗虫或抗病基因导入植物细胞后是否赋予植物相关的抗性所进行的接种实验，以确定是否具有相关的抗性所进行的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。抗性以及抗性的程度。、对基因工程产品与天然产品进行、对基因工程产品与天然产品进行活性比较活性比较选修3基因工程复习 有些蛋白质肽链上有共价结合的糖链，这些糖有些蛋白质肽链上有共价结合的糖链，这些糖链是在内质网和高尔基复合体上加工完成的，内质网链是在内质网和高尔基复合体上加工完成的，内质网和高尔基复合体存在于真核细胞中，大肠杆菌不存在和高尔基复合体存在于真核细胞中，大肠杆菌不存在这两种细胞器，因此，在大肠杆菌中生产这种糖蛋白这两种细胞器，因
43、此，在大肠杆菌中生产这种糖蛋白是不可能的。是不可能的。利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用
44、大肠杆菌吗？菌吗？菌吗？菌吗？选修3基因工程复习大肠杆菌没有内质网和高尔基体怎大肠杆菌没有内质网和高尔基体怎样合成胰岛素样合成胰岛素 ? ?在实验室中将人胰岛素基因在实验室中将人胰岛素基因A、B链的人工合成基因链的人工合成基因分别组合到分别组合到E.coli的不同质粒上，然后再移至菌体内，的不同质粒上，然后再移至菌体内，着种重组质粒在着种重组质粒在E.coli细胞内进行正常的复制和表达，细胞内进行正常的复制和表达，从而使带有从而使带有A、B链基因的工程菌株分别产生人胰岛链基因的工程菌株分别产生人胰岛素素A、B链，然后链，然后再用人工的方法再用人工的方法，在体外通过二硫，在体外通过二硫键使这键使
45、这2条链连接成有活性的人胰岛素。条链连接成有活性的人胰岛素。 选修3基因工程复习1.1.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是的内容，正确的组合是C选修3基因工程复习2. （2010浙江高考浙江高考T2）在用基因工程技术）在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是作错误的是A。用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的。用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸核酸B。用。用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体和载体 C。将重组。将重组DNA
46、分子导入烟草原生质体分子导入烟草原生质体D。用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞A选修3基因工程复习3.在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是得该基因的最佳方法是A 用用mRNA为模板逆转录合成为模板逆转录合成DNA B以以4种脱氧核苷酸为原料人工合成种脱氧核苷酸为原料人工合成C将供体将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一片段转入受体细胞中，再进一步筛选步筛选D由蛋白质的氨基酸序列推测由蛋白质的氨基酸序列推测mRNAB 现在只知道序列信息。现在只知道序列信息。A和和C都必须有真实的材料都必须有真实的
47、材料才行，比如才行，比如mRNA或者或者DNA片段。片段。D已知已知DNA碱基序碱基序列了，推测列了，推测mRNA根本没有意义。根本没有意义。B可以在已知序列可以在已知序列信息的情况下，合成想要的信息的情况下，合成想要的DNA片段。但是一个限制片段。但是一个限制条件就是条件就是DNA必须不能太长。必须不能太长。选修3基因工程复习4.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是棉。下列叙述不正确的是A基因中的启动子、终止子等调控序列对于抗虫
48、基基因中的启动子、终止子等调控序列对于抗虫基因在棉花细胞中的表达是不可缺少因在棉花细胞中的表达是不可缺少B重组重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失蛋白的毒性丧失C抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染从而造成基因污染D转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的抗生素抗性来确定的D选修3基因工程复习5.为了防止转基因作物的目的基因，通过花为了防止转基因作物的目的基因，通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设粉转移到自
49、然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是组中，其原因是A叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中 B植物杂交的后代不会出现一定的性状分离植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比比C转基因植物中的质基因与其他植物间不能转基因植物中的质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流通过花粉发生基因交流D转基因植物与其他植物间不能通过花粉发转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流生基因交流C选修3基因工程复习6.下列关于基因工程的叙述，正确的是下列关于基因工程的叙述，正确的是(双选双选)( )A.目的
50、基因和受体细胞均可来自于动、植物或微生目的基因和受体细胞均可来自于动、植物或微生物物B.限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶、RNA聚合酶、聚合酶、DNA连接酶是连接酶是常用的工具酶常用的工具酶C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性生物活性D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞的细胞和促进目的基因的表达和促进目的基因的表达CA选修3基因工程复习(08山东山东)35为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家河三角洲等盐碱地的开发
51、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。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）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限分子所用的限制性内切酶作用于图中的制性内切酶作用于图中的 处，处，DNA连接酶作用连接酶作用于于 处。（填处。（填“a”或或“b”）aa选修3基因工程复习（2） 将重组将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和有农杆菌转化法和 法。法。 （3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用用 技术。该技术的核心是技术。该技术的核心是 和和 。（
52、4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要）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用放射性同位素标记的 作探针进行作探针进行分子杂交检测，又要用分子杂交检测，又要用 方法方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。基因枪法基因枪法植物组织培养植物组织培养脱分化脱分化再分化再分化耐盐耐盐(目的目的)基因基因一定浓度的盐水浇灌一定浓度的盐水浇灌选修3基因工程复习(2010(2010江苏江苏) )下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1 1、图图2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：
53、中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(1)(1)一个图一个图1 1所示的质粒分子经所示的质粒分子经SmaSma切割前后，分别含切割前后，分别含有有_个游离的磷酸基团。个游离的磷酸基团。2 2选修3基因工程复习20102010江苏高考江苏高考) )下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图图1 1、图、图2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(2)(2)若对图中质粒进行改造，插入的若对图中质粒进行改造，插入的SmaSma酶切位点越酶切位点越多，质粒的热稳定性越多，质粒的热稳
54、定性越_。高高选修3基因工程复习20102010江苏高考江苏高考) )下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图图1 1、图、图2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(3)(3)用图中的质粒和外源用图中的质粒和外源DNADNA构建重组质粒，不能使用构建重组质粒，不能使用SmaSma切割，原因是：切割，原因是：_ _ _ Sma Sma会破坏质粒的抗性基因会破坏质粒的抗性基因和外源和外源DNADNA中的目的基因中的目的基因选修3基因工程复习20102010江苏高考江苏高考) )下表中列
55、出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图图1 1、图、图2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(4)(4)与只使用与只使用EcoREcoR相比较，使用相比较，使用BamHBamH和和Hind Hind 两两种限制酶同时处理质粒、外源种限制酶同时处理质粒、外源DNADNA的优点在于可以防止的优点在于可以防止_。质粒和含目的基因的外源质粒和含目的基因的外源DNADNA片段自身环化片段自身环化选修3基因工程复习20102010江苏高考江苏高考) )下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表
56、中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图图1 1、图、图2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(5)(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入混合，并加入_ _ _酶。酶。DNADNA连接连接选修3基因工程复习20102010江苏高考江苏高考) )下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图图1 1、图、图2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(6)(6
57、)现使用现使用BamHBamH和和HindHind两种限制酶同时处理质粒、外源两种限制酶同时处理质粒、外源DNADNA，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图均可将识别位点完全切开，请根据图1 1、2 2中标示的酶切位点中标示的酶切位点及表所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。及表所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。采用采用BamHBamH和和HindHind酶切，得到酶切，得到_种种DNADNA片段。片段。采用采用EcoREcoR和和HindHind酶切，得到酶切，得到_种种DNADNA片段。片
58、段。2 23 3选修3基因工程复习【互动探究】【互动探究】(1)本题中抗生素抗性基因的作用是什本题中抗生素抗性基因的作用是什么？么？ 抗性基因作用：鉴别和筛选含有目的基因的细胞。抗性基因作用：鉴别和筛选含有目的基因的细胞。选修3基因工程复习(2)本题中不能用本题中不能用EcoR和和BamH或或EcoR和和Hind两种限制酶分别处理质粒和外源两种限制酶分别处理质粒和外源DNA，为，为什么？什么？如用如用EcoREcoR和和BamHBamH限制酶处理或用限制酶处理或用EcoREcoR和和HindHind两种限制酶处理外源两种限制酶处理外源DNADNA可得到多个可得到多个DNADNA片段，其中还片段
59、，其中还有不含有目的基因的，需要进行筛选。有不含有目的基因的，需要进行筛选。选修3基因工程复习2011深圳一模深圳一模（3）据报道，番茄红素具有一定防）据报道，番茄红素具有一定防癌效果。科学家将含有酵母癌效果。科学家将含有酵母S腺苷基蛋氨酸脱羧酶腺苷基蛋氨酸脱羧酶基因（简称基因（简称S基因）基因）cDNA片断导入普通番茄植株，片断导入普通番茄植株，培育了番茄红素高的新品种。培育了番茄红素高的新品种。获取获取cDNA片断的方法是片断的方法是 。假设基因的一条链假设基因的一条链A和和T的总量为的总量为2400个，占该个，占该链碱基的链碱基的60%，用，用PCR扩增该基因，该基因复制扩增该基因，该基
60、因复制n次次共要共要dGTP 个。个。为确保为确保S基因在番茄中表达，在构建基因表达载体基因在番茄中表达，在构建基因表达载体时应插入特定的时应插入特定的 。将基因表达载体导入番茄的方法有农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄的方法有农杆菌转化法和和 等。等。逆转录法逆转录法 1600 （2n -1） 启动子启动子 花粉管通道法（基因枪法）花粉管通道法（基因枪法） 选修3基因工程复习三、基因工程的应用三、基因工程的应用选修3基因工程复习（一）植物基因工程技术的应用（一）植物基因工程技术的应用1 1、提高农作物的抗逆能力、提高农作物的抗逆能力 （1 1）抗虫抗虫转基因植物转基因植物抗虫基因的种类：抗虫
61、基因的种类：4 4种种BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因（抗虫棉）、（抗虫棉）、蛋白酶抑蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因凝集素基因选修3基因工程复习（2 2）抗病抗病转基因植物转基因植物抗病转基因植物所用的基因：抗病转基因植物所用的基因：常用：常用：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因抗真菌转基因植物中有：抗真菌转基因植物中有：几丁质酶基因和抗毒几丁质酶基因和抗毒素合成基因素合成基因（3 3）其它抗逆其它抗逆转基因植物转基因植物抗盐碱、干旱的基因：抗盐碱、干旱的基因：调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因抗冻蛋白基因
62、抗冻蛋白基因抗除草剂基因抗除草剂基因选修3基因工程复习2.利用转基因改良植物的品质的成果有：利用转基因改良植物的品质的成果有：富含赖氨酸的玉米、耐储存的番茄、富含赖氨酸的玉米、耐储存的番茄、转基因矮牵牛、不会过敏的大豆。转基因矮牵牛、不会过敏的大豆。选修3基因工程复习例例.植物的抗逆性是指植物在不利的环境条件下植物的抗逆性是指植物在不利的环境条件下出现的如抗寒、抗冻、抗盐、抗病虫害等的抗出现的如抗寒、抗冻、抗盐、抗病虫害等的抗逆性状。请分析回答下列问题：逆性状。请分析回答下列问题：（1）一种植物出现的优良抗逆性状，在自然状）一种植物出现的优良抗逆性状，在自然状态下很难转移到其他种类的植物体内，
63、主要是态下很难转移到其他种类的植物体内，主要是因为存在因为存在 。（2）自然界抗性基因的来源是）自然界抗性基因的来源是 ；目；目前用于育种的优良基因大多是来自于丰富多彩前用于育种的优良基因大多是来自于丰富多彩的野生植物，说明的野生植物，说明 是培养农作物是培养农作物新品种不可缺少的基因库。新品种不可缺少的基因库。生殖隔离生殖隔离基因突变基因突变生物多样性生物多样性选修3基因工程复习（3）在不利的环境条件下，许多植物发生遗）在不利的环境条件下，许多植物发生遗传变异，以适应恶劣的环境条件，表现出一传变异，以适应恶劣的环境条件，表现出一些抗逆性，如抗寒等，这说明突变的有害和些抗逆性，如抗寒等，这说明
64、突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于有利并不是绝对的，它取决于 。（4）请用现代生物进化理论分析基因工程育）请用现代生物进化理论分析基因工程育种与传统育种技术相比具有哪些优点。种与传统育种技术相比具有哪些优点。生物的生存环境生物的生存环境基因工程育种可将特定的抗性基因进行定向基因工程育种可将特定的抗性基因进行定向转移，提高了变异基因出现的频率，同时打转移，提高了变异基因出现的频率，同时打破了自然状态下的生殖隔离破了自然状态下的生殖隔离选修3基因工程复习1 1、用于提高动物生长速度、用于提高动物生长速度（如：导入外源（如：导入外源生长激素基因生长激素基因鲤鱼）鲤鱼）2 2、用于改善畜产品的品质
65、、用于改善畜产品的品质（如：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使乳糖如：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使乳糖的含量大大减低）的含量大大减低）3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物（如：转入人的（如：转入人的a-a-抗胰蛋白基因的绵羊）抗胰蛋白基因的绵羊）4 4、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体（如：改造猪的器官）（如：改造猪的器官）（二）动物基因工程的应用（二）动物基因工程的应用选修3基因工程复习转基因动物的乳腺。转基因动物的乳腺。1.就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？ 乳腺乳腺( (房房) )生物反应器生物反应器
66、 2.2.什么是乳腺什么是乳腺( (房房) )生物反应器？生物反应器？以动物乳房作为生产药物的反应器称为以动物乳房作为生产药物的反应器称为乳房生物反应器乳房生物反应器选修3基因工程复习3 3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。转基因动物又可无限繁殖。3.3.为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？所呢？1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。2）从乳汁中
67、获取目的基因产物，产量高，易提纯）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。定的生物活性。选修3基因工程复习4.简述乳房生物反应器的操作过程？简述乳房生物反应器的操作过程？获取目的基因（如血清白蛋白基因）获取目的基因（如血清白蛋白基因）构建基因表达载体构建基因表达载体显微注入羊的受精卵中显微注入羊的受精卵中形成胚胎形成胚胎送入羊子宫中送入羊子宫中选修3基因工程复习5.乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程有何不同之处？并阐述原因？作过程有何不同之处？并阐述
68、原因？要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构成表达载体。特异表达的启动子构成表达载体。因为产品在奶中因为产品在奶中形成，需要乳腺组织中特异表达的启动子。（基因形成，需要乳腺组织中特异表达的启动子。（基因的选择性表达）的选择性表达）选修3基因工程复习（三）基因诊断和基因治疗（三）基因诊断和基因治疗基因诊断：基因诊断： 也称为也称为DNA诊断诊断或或基因探针技术基因探针技术，即在，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。疾病进行诊断。 探针制备：探针制备：放射性同位素放射性同位素(如如3
69、2P)、荧光、荧光分子分子等标记的等标记的DNA分子；分子； 原原 理：利用理：利用DNA分子杂交原理分子杂交原理；选修3基因工程复习 是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的是指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。细胞中，达到治疗疾病的目的。基因治疗包括：基因治疗包括：1 1、体外基因治疗、体外基因治疗2 2、体内基因治疗、体内基因治疗基因治疗：基因治疗：选修3基因工程复习基因工程与食品业基因工程与食品业基因工程为人类开辟基因工程为人类开辟新的食物来源新的食物来源。 1 1）鸡蛋白基因鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐培
70、表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白卵清蛋白。 2 2）用基因工程的方法从）用基因工程的方法从微生物微生物中获得中获得人们所需要的人们所需要的糖类、脂肪糖类、脂肪和和维生素维生素等产品。等产品。基因工程为食品工业中提供了什么前景？基因工程为食品工业中提供了什么前景？选修3基因工程复习基因工程与环境保护基因工程与环境保护1 1）用于）用于环境监测环境监测。2 2）用于被污染）用于被污染环境的净化环境的净化。基因工程在环保方面有什么应用？基因工程在环保方面有什么应用？ 如：用如：用DNADNA探针探针可以检测可以
71、检测饮用水中病毒饮用水中病毒的的含量。此方法的特点是含量。此方法的特点是快速快速、灵敏灵敏，1 1吨水吨水中有中有1010个病毒也能检测出来。个病毒也能检测出来。 通过基因工程方法怎样进行环境监测？通过基因工程方法怎样进行环境监测？选修3基因工程复习 1）用基因工程产物）用基因工程产物“超级细菌超级细菌”分解分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。具石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的体方法：将能分解三种烃类的假单孢杆菌假单孢杆菌的基的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的创造出了能同时
72、分解四种烃类的“超级细菌超级细菌”。 2）用基因工程培养出）用基因工程培养出“吞噬吞噬”汞和降解土汞和降解土壤壤中中DDT的的细菌细菌，以及能够，以及能够净化镉污染净化镉污染的的植物植物。 3）通过基因重组构建新的）通过基因重组构建新的杀虫剂杀虫剂，取代生，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程试图通过基因工程回收和利用工业废物回收和利用工业废物。 通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？选修3基因工程复习1、用、用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方探针检测饮用水中病毒的具体方法是（法是（ ）
73、A.与被检测病毒的与被检测病毒的DNA序列进行比较序列进行比较 B.与被检测病毒的与被检测病毒的DNA序列进行组合序列进行组合 C.与被检测病毒的与被检测病毒的DNA序列进行杂交序列进行杂交 D.A、B、C三种方法均可三种方法均可C选修3基因工程复习2.关于应用基因工程治疗人类遗传病的叙述，不正确关于应用基因工程治疗人类遗传病的叙述，不正确的是的是( )A.基因治疗可以有效地改善患者的生理状况，其操作基因治疗可以有效地改善患者的生理状况，其操作对象是基因对象是基因B.进行基因治疗时，基因的受体细胞是受精卵进行基因治疗时，基因的受体细胞是受精卵C.基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因改造基因治
74、疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因改造D.基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因B选修3基因工程复习3.运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出基因转移到优质油菜中，培育出 转基因抗虫的转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫杀虫蛋白，对菜青虫 有显著抗性，能大大减轻有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减小农药菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减小农药使用。根据以上信息，下列叙述正确的是（）
75、使用。根据以上信息，下列叙述正确的是（）A.Bt基因的化学成分是蛋白质基因的化学成分是蛋白质B. Bt基因中有菜青虫的遗传物质基因中有菜青虫的遗传物质C.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基基因因D.转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物C选修3基因工程复习4. 下列关于基因工程应用的叙述，正确的下列关于基因工程应用的叙述，正确的是是 A基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因因 B基因诊断的基本原理是基因诊断的基本原理是DNA分子杂交分子杂交C一种基因探针能检测水体中的各种病毒一种基
76、因探针能检测水体中的各种病毒 D原核基因不能用来进行真核生物的遗传原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良改良B选修3基因工程复习四、蛋白质工程四、蛋白质工程选修3基因工程复习选修3基因工程复习选修3基因工程复习二、二、 蛋白质工程蛋白质工程的基本原理的基本原理 蛋白质工程是指以蛋白质分子的蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构结构规律规律及其与生物及其与生物功能功能的关系作为基的关系作为基 础，通过础，通过基因基因修饰修饰或或基因合成基因合成，对现有蛋白质进行改造或，对现有蛋白质进行改造或制造一种制造一种新的蛋白质新的蛋白质，以满足人类对生产和，以满足人类对生产和生活的需求。生活的需求。1.概念：概
77、念：选修3基因工程复习2.2.基本原理基本原理 ： 确定蛋白质的功能确定蛋白质的功能 蛋白质应有的高级结构蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的氨基酸序列应有的碱基排列应有的碱基排列创造自然界不存在的创造自然界不存在的蛋白质。蛋白质。 选修3基因工程复习3.3.蛋白质工程的前提条件：蛋白质工程的前提条件：4.4.蛋白质工程的关键技术：蛋白质工程的关键技术：了解蛋白质的结构和功能的关系了解蛋白质的结构和功能的关系基因工程基因工程5.5.蛋白质工程的目的：蛋白质工程的目的： 定向改造天然蛋定向改造天然蛋白质，创造自然界不存在的蛋白质白质，创造自然界不
78、存在的蛋白质6.6.蛋白质工程的实质：蛋白质工程的实质：对编码蛋白质的基因进行改造对编码蛋白质的基因进行改造选修3基因工程复习 7. 7.蛋白质的改造：蛋白质的改造： 根据蛋白质被改造部位的多少，可以将根据蛋白质被改造部位的多少，可以将这种改造分为这种改造分为“大改大改”、“中改中改”和和“小改小改”大改：大改：制造出自然界中不存在的全新蛋白质制造出自然界中不存在的全新蛋白质中改：中改：在蛋白质分子中替代一个肽段或一在蛋白质分子中替代一个肽段或一个特定的结构域个特定的结构域小改：小改：改造蛋白质分子中的几个氨基酸的改造蛋白质分子中的几个氨基酸的残基残基选修3基因工程复习选修3基因工程复习1、蛋
79、白质工程的起点是蛋白质的结构和功能，、蛋白质工程的起点是蛋白质的结构和功能，终点是到改造的蛋白质终点是到改造的蛋白质2、蛋白质工程以基因工程为基础，因此，它、蛋白质工程以基因工程为基础，因此，它与基因工程本质上没有区别。与基因工程本质上没有区别。3、蛋白质工程能制造出自然界不存在的全新、蛋白质工程能制造出自然界不存在的全新蛋白质蛋白质4、通过蛋白质工程可以获得符合人类需要的、通过蛋白质工程可以获得符合人类需要的蛋白质。蛋白质。判断：判断：选修3基因工程复习蛋白质工程的基本操作步骤正确的是（蛋白质工程的基本操作步骤正确的是（ ）1、蛋白质结构分析、蛋白质结构分析 2、 蛋白质功能分析蛋白质功能分
80、析 3、基因工程、基因工程 4、蛋白质纯化、蛋白质纯化A、1234 B、2134C、2314 D、3124B选修3基因工程复习下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.蛋白质工程和基因工程的目的都是获得蛋白质工程和基因工程的目的都是获得 人类需要的蛋白质，所以二者没有区别。人类需要的蛋白质，所以二者没有区别。B.基因工程是蛋白质工程的关键技术基因工程是蛋白质工程的关键技术C.通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍 然是天然蛋白质然是天然蛋白质D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接 改造蛋白质的改造蛋白质的B选修3基因工程复习下列
81、关于蛋白质工程的说法错误的是：下列关于蛋白质工程的说法错误的是：A蛋蛋白白质质工工程程能能定定向向改改造造蛋蛋白白质质分分子子的的结结构，使之更加符合人类的需要构，使之更加符合人类的需要B蛋蛋白白质质工工程程是是在在分分子子水水平平上上对对蛋蛋白白质质分分子直接进行操作，定向改变分子的结构子直接进行操作，定向改变分子的结构C蛋蛋白白质质工工程程能能产产生生出出自自然然界界中中不不曾曾存存在在过的新型蛋白质分子过的新型蛋白质分子D蛋蛋白白质质工工程程与与基基因因工工程程密密不不可可分分，又又被被称为第二代基因工程称为第二代基因工程B选修3基因工程复习下列关于定点诱变技术下列关于定点诱变技术 的说
82、法，正确的是（的说法，正确的是（ ）A、对任何蛋白质的改造都可以用定点诱变技术、对任何蛋白质的改造都可以用定点诱变技术B、对于已知空间结构的蛋白质可以采用定点诱变、对于已知空间结构的蛋白质可以采用定点诱变技术技术 C、定点诱变技术是蛋白质工程中必须用到的技术、定点诱变技术是蛋白质工程中必须用到的技术D、采用定点诱变技术通常可以改变蛋白质中多种、采用定点诱变技术通常可以改变蛋白质中多种氨基酸氨基酸B选修3基因工程复习利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，获得毒利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，获得毒副作用很小、专一性增强、药效加强、稳定性增强的理想的副作用很小、专一性增强、药
83、效加强、稳定性增强的理想的药物如胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰药物如胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次药物，给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素药物，给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长半衰期，得到长效胰岛素。还可以在不的空间结构，以延长半衰期，得到长效胰岛素。还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位结合强度，改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位结合强度，使之难以被酶所破坏，从而增强其稳定性。使之难以被酶
84、所破坏，从而增强其稳定性。(1)蛋白质工程的基本途径是蛋白质工程的基本途径是 ： 从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发设计预期的胰岛素分子结构设计预期的胰岛素分子结构设计预期的胰岛素分子结构设计预期的胰岛素分子结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相应的核苷酸序列（基因）找到相应的核苷酸序列（基因）找到相应的核苷酸序列（基因）找到相应的核苷酸序列（基因）选修3基因工程复习利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，获得毒利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，获得毒副作用很小、专一性增
85、强、药效加强、稳定性增强的理想的副作用很小、专一性增强、药效加强、稳定性增强的理想的药物如胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰药物如胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次药物，给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素药物，给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长半衰期，得到长效胰岛素。还可以在不的空间结构，以延长半衰期，得到长效胰岛素。还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位结合强度，改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位结合强度，使之难以被酶所破坏，从而增强其稳定性。使之难以被酶所破坏，从而增强其稳定性。(2)与基因工程相比，合成的蛋白质有何特点？与基因工程相比，合成的蛋白质有何特点？(3)用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著的用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著的优点是？优点是？合成的是自然界原本不存在的蛋白质合成的是自然界原本不存在的蛋白质合成的是自然界原本不存在的蛋白质合成的是自然界原本不存在的蛋白质稳定性强稳定性强稳定性强稳定性强选修3基因工程复习
