最新高三生物一輪復(fù)習(xí)第39講基因工程新人教版選修3復(fù)習(xí)ppt課件

同學(xué)們： 不做與課堂教學(xué)無(wú)關(guān)的事，保持課堂良好紀(jì)律秩序。 聽課時(shí)有問(wèn)題，應(yīng)先舉手，經(jīng)教師同意后，起立提問(wèn)。 現(xiàn)在開始上課啦！,1,現(xiàn)代生物科技專題,第 39 講,基因工程,選修3,2,1簡(jiǎn)述基因工程的誕生。 2簡(jiǎn)述基因工程的原理及技術(shù)。 3舉例說(shuō)出基因工程的應(yīng)用。 4簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程。,3,1(2010浙江)在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作錯(cuò)誤的是( ) A用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體 C將重組DNA分子導(dǎo)入原生質(zhì)體 D用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞,A,4,本題考查基因工程的有關(guān)知識(shí)。限制酶只能切割雙鏈DNA，而煙草花葉病毒的核酸為RNA。,5,2(2010江蘇)下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：,6,(1)一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。 (2)若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 。 (3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma切割，原因是 。 (4)與只使用EcoR相比較，使用BamH和Hind兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止 。,0、2,高,Sma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因,質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化,7,(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入 酶。 (6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。 (7)為了從cDNA文庫(kù)中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測(cè)。,DNA連接,鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞,以蔗糖為惟一含碳營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì),8,(1)質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀DNA分子，故不含游離的磷酸基團(tuán)。從圖1可知，質(zhì)粒上只含有一個(gè)Sma酶的切點(diǎn)，被該酶切割后含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)G和C含量越多，熱穩(wěn)定性就越高。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)標(biāo)記基因和目的基因應(yīng)保持完整。(4)只使用EcoR，則質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端相同，用DNA連接酶連接時(shí)，除會(huì)產(chǎn)生重組質(zhì)粒外，還會(huì)產(chǎn)生質(zhì)粒與質(zhì)粒、目的基因與目的基因自身連接物。(7)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后，含有重組質(zhì)粒的個(gè)體才能吸收蔗糖。,9,工具,一、DNA重組技術(shù)的基本工具,10,限制性核酸內(nèi)切酶(分子手術(shù)刀),來(lái)源：主要從原核生物中分離,能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列 使兩個(gè)核苷酸之間的 .斷開,作用,切割后的末端： 、平末端,磷酸二酯鍵,黏性末端,11,DNA連接酶(分子縫合針),Ecoli DNA連接酶：只能連接 末端 T4DNA連接酶：能“縫合”黏性末端和平末端,功能：將切下來(lái)的DNA片段拼接成新的 DNA分子,種類,黏性,12,具有自我復(fù)制能力 有 . . 有特殊的遺傳標(biāo)記基因,載體(分子運(yùn)輸車),條件,種類： 、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒,質(zhì)粒,一個(gè)至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶的切點(diǎn),13,二、基因工程的基本操作程序,14,基因工程的應(yīng)用,三、基因工程的應(yīng)用,轉(zhuǎn)基因植物,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,基因工程藥物,基因治療,15,轉(zhuǎn)基因植物,富含賴氨酸的 . 基因控制番茄果實(shí)成熟的基因 與植物花青素代謝有關(guān)的基因,抗蟲轉(zhuǎn)基因植物,Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、 淀粉酶抑制基因、植物凝集素基因,抗病轉(zhuǎn)基因植物：抗病毒基因、抗真菌基因,其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物,調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 魚的抗凍蛋白基因 抗除草劑基因,改良植物品質(zhì),蛋白質(zhì)編碼,16,導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子或設(shè)法除去 ，沒有免疫排斥反應(yīng),轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度： 基因,改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)：腸乳糖酶基因,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物,藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子 乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體,生長(zhǎng)激素,抗原決定基因,17,基因工程藥物,第一種基因工作藥物是重組人胰島素 藥物包括：細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等,體外基因治療(操作復(fù)雜、效果可靠)和體內(nèi)基因治療,基因治療,18,四、蛋白質(zhì)工程(見疑難指津7),19,1.如何理解基因工程的概念,20,2.基因工程的載體必須滿足什么條件？ (1)載體DNA必須有一個(gè)或多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點(diǎn)所處的位置，還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活。 (2)載體DNA必須具備自我復(fù)制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復(fù)制而同步復(fù)制。,21,(3)載體DNA必須帶有標(biāo)記基因，以便重組后進(jìn)行重組子的篩選。 (4)載體DNA必須是安全的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害，或不能進(jìn)入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去。 (5)載體DNA分子大小應(yīng)適合，以便提取和在體外進(jìn)行操作，太大就不便操作。,22,3.構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程如何？ (1)用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)有黏性末端的切口； (2)用同種限制酶切斷目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端；,23,(3)將切下的目的基因片段，插入質(zhì)粒的切口處，再加入適量DNA連接酶，使兩者結(jié)合成重組質(zhì)粒。,24,4.目的基因的檢測(cè)與鑒定類型有哪些？,25,5.歸納轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系。,26,27,6.大腸桿菌能生產(chǎn)糖蛋白嗎？ 酵母菌是真核生物，細(xì)胞內(nèi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細(xì)胞器，因此能生產(chǎn)糖蛋白，而干擾素是糖蛋白，故酵母菌細(xì)胞能夠生產(chǎn)干擾素；但是大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞內(nèi)沒有這些細(xì)胞器，那又怎么能生產(chǎn)如干擾素等物質(zhì)呢？,28,由哺乳動(dòng)物細(xì)胞分泌的天然干擾素是糖蛋白，但是這并不意味著由基因工程技術(shù)生產(chǎn)的重組人干擾素就一定是糖蛋白。據(jù)科學(xué)家的研究資料顯示，用大腸桿菌生產(chǎn)出來(lái)的干擾素是沒有糖鏈的，但同樣能夠抑制病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖，加強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬作用和對(duì)癌細(xì)胞的殺傷作用?？梢姡竽c桿菌可以生產(chǎn)干擾素，但沒有證據(jù)表明大腸桿菌能生產(chǎn)糖蛋白。,29,7.蛋白質(zhì)工程與基因工程有何區(qū)別與聯(lián)系？,30,31,DNA重組技術(shù)的基本工具 下列關(guān)于各種酶作用的敘述,不正確的是( ) A.DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接 B.RNA聚合酶能與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 C.一種限制酶能識(shí)別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因 D.T4DNA連接酶連接平末端的效率比連接黏性末端的低,C,32,本題考查限制酶的作用。酶具有專一性，一種限制酶只能識(shí)別一種核苷酸序列，不過(guò)一種限制酶確實(shí)可切割出多種目的基因，因?yàn)檫@些目的基因可能都含有該種限制酶所能識(shí)別的序列。,33,下列選項(xiàng)中不是基因工程中經(jīng)常使用的用來(lái)運(yùn)載目的基因的載體是( ) A.細(xì)菌質(zhì)粒 B.噬菌體 C.動(dòng)植物病毒 D.細(xì)菌擬核的DNA,D,34,基因工程中經(jīng)常使用的用來(lái)運(yùn)載目的基因的載體的種類有：(人工改造的)質(zhì)粒；噬菌體的衍生物(也可直接說(shuō)噬菌體)；某些動(dòng)植物病毒等。,35,同種限制酶切割產(chǎn)生相同的黏性末端，故基因工程中常用同種限制酶分別切割目的基因和運(yùn)載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端。不同種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端可能相同也可能不同，若產(chǎn)生的黏性末端相同的話，也可被DNA連接酶催化連接起來(lái)。,36,基因工程的基本操作程序 基因工程的正確操作步驟是( ) 構(gòu)建基因表達(dá)載體 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求 獲取目的基因 A. B. C. D.,C,37,本題考查基因工程的基本操作程序。平常要熟記基因工程的“四步曲”：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)和鑒定。,38,以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)獲得目的基因的方法通常包括 . . . 等。 (2)切割和連接DNA分子所使用的酶分別是 和 。,(人工合成)和酶切獲取(從染色體DNA分離、從生物細(xì)胞分離或從基因文庫(kù)中獲取、用PCR技術(shù)擴(kuò)增),限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶),DNA連接酶,化學(xué)合成,39,(3)運(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)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(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率 ,所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行 操作。 (5)將人胰島素基因分別導(dǎo)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。,質(zhì)粒,小型環(huán)狀,低,篩選,氨基酸,(雙鏈環(huán)狀、環(huán)狀),40,(1)本題考查基因工程操作的四步程序獲取目的基因的方法可按教材上的三種方法(從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和化學(xué)方法人工合成)來(lái)回答。(2)為兩種工具酶。(3)所用載體除題中病毒外還可以是質(zhì)粒，為小型環(huán)狀的DNA分子。(4)考查目的基因檢測(cè)和篩選的必要性。(5)人胰島素基因分別導(dǎo)入大腸桿菌與酵母菌，因胰島素?zé)o糖側(cè)鏈，則在有無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的情況下產(chǎn)生的胰島素的氨基酸序列和功能是相同的。,41,基因工程的基本操作程序的四個(gè)步驟中，第二步是基因工程的核心；第三個(gè)步驟“將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)。,42,基因工程的應(yīng)用 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物成功表達(dá)后，以下說(shuō)法正確的是( ) A.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物，可以抵抗所有病毒 B.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物，對(duì)病毒的抗性具有局限性或特異性 C.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲 D.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會(huì)變異,B,43,單抗病毒轉(zhuǎn)基因植物只可以抵抗某些病毒，不是所有病毒，不可以抗蟲?？共《巨D(zhuǎn)基因植物連續(xù)種植若干代后也有可能因發(fā)生基因突變而不具抗病毒性狀。,44,(2009福建)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過(guò)程如圖所示。質(zhì)粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四種限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)回答：,45,（1）構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí)，應(yīng)選用限制酶 ，對(duì) . 進(jìn)行切割。 （2）培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有 ，作為標(biāo)記基因。 （3）香蕉組織細(xì)胞具有全能性，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的 。,Pst、EcoR,含抗病基,抗卡那霉素基因,脫分化、再分化,因的DNA、質(zhì)粒,46,本題考查基因工程的有關(guān)知識(shí)。(1)從圖可看出，只有Pst、EcoR兩種酶能保持抗病基因結(jié)構(gòu)的完整性，所以構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí)，應(yīng)選用限制酶Pst、EcoR兩種酶，對(duì)抗病基因的DNA和質(zhì)粒進(jìn)行切割。(2)卡那霉素能抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有抗卡那霉素基因，以此作為標(biāo)記基因。,47,(3)香蕉組織細(xì)胞具有全能性，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的脫分化和再分化。,48,蛋白質(zhì)工程的崛起 將人的干擾素基因通過(guò)基因定點(diǎn)突變，使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸，改造后的干擾素比天然干擾素的抗病毒活性和穩(wěn)定性顯著提高，此項(xiàng)技術(shù)屬于( ) A.蛋白質(zhì)工程 B.細(xì)胞工程 C.胚胎工程 D.生態(tài)工程,A,49,解答本題的關(guān)鍵是把握獲得的干擾素與天然干擾素不同，只有蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界沒有的蛋白質(zhì)。,50,51,制作不易 盡請(qǐng)參考,I like the Chinese new year better than any other festival. This is a time especially for rest and joy. I need not study. I wear good clothes and eat good food. I have a good time from morning till night. I am as happy as a king.我喜歡中國(guó)新年比喜歡其它任何節(jié)日更甚。這是一個(gè)專為休息和歡樂的時(shí)間。我不需要讀書。我穿好衣服，吃好東西。我每天從早到晚日子過(guò)得輕松愉快。我和上帝一樣快樂。.I live very happily today! In the morning, it is very fine! Then I climb the mountain with family, the air on the mountain is very fresh, the flowers plants and trees on the mountain all seem extremely beautiful.今天我過(guò)得非常開心！早上，天氣非常好！于是我和家人一起去登山，山上的空氣非常清新，山上的花草樹木都顯得格外美麗。,52,中心法則闡明了遺傳信息