高考生物專題復習課件：基因工程與蛋白質工程.ppt

1、基因工程又叫做 _ 或_。,基因工程,基因拼接技術,DNA重組技術,2、基本工具： “分子手術刀” “分子縫合針” 基因進入受體細胞的載體,3、基本操作步驟：,運載體,DNA連接酶,限制性內切酶,1、目的基因的獲取 2、基因表達載體的構建（核心） 3、將目的基因導入受體細胞（轉化） 4、目的基因的檢測與鑒定,基礎回顧,專題1 基因工程,1、了解基因工程的誕生過程 2、理解基因工程的原理和技術 3、理解基因工程在工農(nóng)業(yè)、 醫(yī)藥衛(wèi)生等的應用,學習目標,基 因 工 程,1、限制性核酸內切酶,一種限制性內切酶只能識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開（切割DNA分子）,來源：主要從原核細胞分離 作用：,作用結果：,EcoRI,重難點剖析,基因工程的“專用工具”,平未端（SmaI）及粘性未端（EcoRI）,1、種類： 2、作用部位：,磷酸二酯鍵,DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。,DNA連接酶“分子縫合針”,（一）目的基因的提取,目的基因：主要是指_。 獲取方法： 1、_中獲取目的基因 2、人工合成法：化學方法合成DNA片段（DNA合成儀） 3、 PCR反應合成DNA,基本操作步驟,從基因文庫,編碼蛋白質的結構基因,原理：DNA復制 過程：加熱DNA解鏈 冷卻引物結合到互補DNA鏈 互補鏈合成 條件 ：耐高溫DNA聚合酶,（二）基因表達載體構建,1、基因表達載體由_、_ _、_四部分組成。,目的基因,啟動子,標記基因,終止子,2、啟動子作用：,3、標記基因的作用：,RNA聚合酶識別和結合的位點,鑒別受體細胞中是否含有目的基因 篩選出含目的基因的細胞,質粒,DNA分子,DNA連接酶,過程:,導入植物 細胞：,（三）將目的基因導入受體細胞,導入動物 細胞：,導入微生物細胞：,受體細胞 導入方法,體細胞 受精卵,受精卵,顯微注射法,Ca2處理法,目的基因是否插入轉基 因生物染色體的DNA：,（四）目的基因的檢測與鑒定,目的基因是否表達：,目的基因是否轉錄：,鑒定,抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等,檢測,DNA分子雜交示意圖,采用一定的技術手段，將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個單鏈具有互補的堿基序列，那么，互補的堿基序列就會結合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。,1、抗蟲轉基因植物 方法：,從某些生物中分離出具有殺蟲活性的 基因，將其導入農(nóng)作物中，使其具有 抗蟲性,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,（一）植物基因工程碩果累累,2、抗病轉基因生物,目的基因包括：,病毒外殼蛋白基因、病毒的復制酶基因、抗真菌轉基因植物中的有幾丁質酶基因和抗毒素合成基因,3、抗逆轉基因作物 4、利用轉基因改良植物的品質 方法：,基 因 工 程 的 應 用,用轉基因動物生產(chǎn)藥物-動物乳腺生物反應器,（二）動物基因工程前景廣闊,用轉基因動物作器官移植的供體 供體動物： 存在的難題： 解決方法：,豬,免疫排斥,將供體基因組導入某種基因調節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，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的轉基因克隆豬器官。,（三）、基因工程藥品異軍突起 工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達的菌類細胞株系。 我國已生產(chǎn)的產(chǎn)品：,白細胞介素-2、干擾素、乙肝疫苗等,（四）基因診斷與基因治療,基因診斷：用放射性同位素等標記的“DNA探針”檢測肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準確而且迅速。,我國研究人員正在制備用于基因治療的基因工程細胞,基因治療：把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。,體外基因治療,體內基因治療,基因治療的形式,什么是蛋白質工程,以蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質。,蛋白質工程流程圖,從預期的蛋白質功能出發(fā) 設計預期的蛋白質結構 推測應用的氨基酸序列 找到相應的脫氧核苷酸序列,板書：用干擾素例子，反推過程。 第4步后接著做什么？,比較：基因工程和蛋白質工程,(2008理綜山東卷)35.（8分）【生物現(xiàn)代生物科技專題】 為擴大耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關注。我國科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。（1）獲得耐鹽基因后，構建重組DNA分子所用的限制性內切酶作用于圖中 處，DNA連接酶作用于 處。（填“a”或“b”） （2）將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉化法和 法。 （3）由導入目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用 技術，該技術的核心是 和 。 （4）為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位 素標記的 作探針進行分子雜交檢測，又要用 方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。,a,植物組織培養(yǎng),脫分化（去分化）,基因槍法（花粉管通道法）,再分化,耐鹽基因（目的基因）,一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）,a,（2008上海高考生物巻）39、以重組DNA技術為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請回答下列問題。 （1）獲得目的基因的方法通常包括 和 。 （2）切割和連接DNA分子所使用的酶分別是 和 。 （3）運送目的基因進入受體細胞的載體一般選用病毒或 ，后者的形狀成 。 （4）由于重組DNA分子成功導入受體細胞的頻率 ，所以在轉化后通常需要進行 操作。 （5）將人胰島素基因分別導入大腸桿菌與酵母菌，從兩者中生產(chǎn)的胰島素在功能和 序列上是相同的。,答案：（1）從基因文庫中獲取 化學合成（人工合成） （2）限制性核酸內切酶（限制酶） DNA連接酶（連接酶） （3）質粒 小型環(huán)狀（雙鏈環(huán)狀、環(huán)狀） （4）低 篩選 （5）氨基酸,（2007，山東理，8分）繼哺乳動物乳腺生物反應器研發(fā)成功后，膀胱生物反應器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培育出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答： （1）將人的生長激素基因導入小鼠受體細胞，常用方法是 。 （2）進行基因轉移時，通常要將外源基因轉入 中，原因是 。 （3）通常采用 技術檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。 （4）在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的 細胞中特異表達。 （5）為使外源基因在后代長期保持，可將轉基因小鼠體細胞的 轉入 細胞中構成重組細胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術稱為 。,顯微注射法,受精卵（或早期胚胎）,DNA分子雜交）（核酸探針）,受精卵（或早期胚胎細胞）具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞表達,去核的卵,膀胱上皮,細胞核,核移植（或克隆）,（2008，廣東）39（現(xiàn)代生物科技專題，10分）天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復雜的轉化過程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉人釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產(chǎn)生酒精。請回答下列問題： （1）將淀粉酶基因切割下來所用的工具是 ，用 將淀粉酶基因與載體拼接成新的DNA分子，下一步將該DNA分子 ，以完成工程菌的構建。 （2）若要鑒定淀粉酶基因是否插人釀酒酵母菌，可采用的檢測方法是 ；若要鑒定淀粉酶基因是否翻譯成淀粉酶，可采用 檢測。將該工程菌接種在含淀粉的固體平板培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，加入碘液，工程菌周圍出現(xiàn)透明圈，請解釋該現(xiàn)象發(fā)生的原因。 （3）如何進一步鑒定不同的轉基因工程菌菌株利用淀粉能力的大?。?（4）微生物在基因工程領域中有哪些重要作用？,限制酶（限制