最新121211高三生物第一讲基因工程和细胞工程课件精选PPT文档

1、湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(1)目的基因的获取目的基因的获取目的基因：编码蛋白质的结构基因。目的基因：编码蛋白质的结构基因。目的基因的获取途径目的基因的获取途径a.从自然界中已有的物种中分离出来，如从自然界中已有的物种中分离出来，如可从基因文库或可从基因文库或cdna文库中获取。文库中获取。一、基因工程的操作步骤一、基因工程的操作步骤湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03b人工合成目的基因：根据已知的核人工合成目的基因：根据已知的核苷酸序列，利用原料以化学方法合成。常用苷酸序列，利用原料以化学方法合成。常用的方法有反转录法和化

2、学合成法。的方法有反转录法和化学合成法。c利用利用pcr技术扩增目的基因技术扩增目的基因通过通过pcr技术可对已获取的目的基因进技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。行扩增，以获取大量的目的基因。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(2)基因表达载体的构建基因表达载体的构建(基因工程的核心基因工程的核心)目的：目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可遗传给下一代，并能够表达和发挥并且可遗传给下一代，并能够表达和发挥作用。作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03 基因表达基因表达载

3、体组成载体组成 目的基因目的基因启动子：为启动子：为rna聚合酶识别和结合聚合酶识别和结合部位，驱动转录部位，驱动转录mrna终止子：使转录终止的特殊结构的终止子：使转录终止的特殊结构的dna片段片段标记基因：可鉴别受体细胞是否含标记基因：可鉴别受体细胞是否含有目的基因有目的基因湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03过程过程湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(3)将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞导入原理导入原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。的途径。导入过程导入过程湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远

4、程学校2012年下学期制作 03生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法受体细胞受体细胞转化过程转化过程农杆菌转化法农杆菌转化法(主要主要)、基因枪、基因枪法和花粉管通法和花粉管通道法道法显微注射技显微注射技术术ca2处理法处理法体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞将目的基因插将目的基因插入入ti质粒的质粒的tdna上上农杆农杆菌菌导入植物导入植物细胞细胞整合到整合到受体细胞的受体细胞的dna表达表达将含有目的基将含有目的基因的表达载体因的表达载体提纯提纯取卵取卵(受受精卵精卵)显微注显微注射射受精卵发受精卵发育育获得具有获得具有新性状的动物新性

5、状的动物ca2处理细胞处理细胞感受态细胞感受态细胞重组表达载重组表达载体与感受态细体与感受态细胞混合胞混合感受感受态细胞吸收态细胞吸收dna分子分子湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(4)目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定导入检测导入检测：dna分子杂交技术分子杂交技术(即使用即使用放射性同位素或荧光分子标记的放射性同位素或荧光分子标记的dna作探针作探针进行检测进行检测)。dna和和dna之间，看是否出现杂之间，看是否出现杂交带。交带。转录检测：分子杂交技术，转录检测：分子杂交技术，dna和和mrna之间，看是否出现杂交带之间，看是否出现杂交带翻译检测：

6、抗原翻译检测：抗原抗体杂交，看是否出现抗体杂交，看是否出现杂交带杂交带 表达检测表达检测 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03个体生物学水平鉴定。个体生物学水平鉴定。例如：抗例如：抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度；对基因工程产品与天性以及抗性程度；对基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功然产品的功能进行活性比较，以确定功能是否相同。能是否相同。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 031.从从“基因表达基因表达”层面理解基因表达载体的层面理解基因表达载体的必需元件必需元件(1)

7、基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：目的基因目的基因+启动子启动子+终止子终止子+标记基因标记基因+复制原点。复制原点。启动子：启动子：rna聚合酶识别和结合位点，启聚合酶识别和结合位点，启动转录。动转录。终止子：终止转录的位点。终止子：终止转录的位点。目的基因：其表达需要调控序列启动子和目的基因：其表达需要调控序列启动子和终止子。终止子。拓展提升拓展提升湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(2)基因表达载体的构建过程基因表达载体的构建过程湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 032.区分一个至多个限制酶切点与每种酶一个区分一个至多个限

8、制酶切点与每种酶一个切点切点（1）一个至多个限制酶切点：作为载体必须）一个至多个限制酶切点：作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接。接。（2）每种酶一个切点：因为某种限制酶只）每种酶一个切点：因为某种限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，制。一个载体若只有某种限制酶的一个切

9、点，则酶切后既能把环打开接纳外源则酶切后既能把环打开接纳外源dna片段，又不片段，又不会丢失自己的片段。会丢失自己的片段。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03二、基因工程的应用二、基因工程的应用(1)植物基因工程植物基因工程 抗虫转基因植物抗虫转基因植物减轻农药对环境的污染减轻农药对环境的污染抗病转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物抗逆转基因植物湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(2)动物基因工程动物基因工程 提高动物生长速度提高动物生长速度改善畜产品的品质改善畜产品的品质用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物用转基因动物作器官

10、移植的供体用转基因动物作器官移植的供体基因工程药品的生产基因工程药品的生产湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(3)基因治疗基因治疗 把正常基因导入病人体内，使该基因把正常基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用表达产物发挥作用作用作用体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03基因工程与蛋白质工程的关系基因工程与蛋白质工程的关系湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03三、细胞工程的原理和应用三、细胞工程的原理和应用动、植物细胞全能性动、植物细胞全能性(1)原因：原因

11、：生物体的每个细胞都含有发育成完整个生物体的每个细胞都含有发育成完整个体所必需的全部基因。体所必需的全部基因。(2)全能性表现的大小：全能性表现的大小：受精卵的全能性最大，其次是生殖细胞，受精卵的全能性最大，其次是生殖细胞，体细胞相对较小。体细胞相对较小。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(3)全能性表现与细胞种类有关：全能性表现与细胞种类有关：离体的植物体细胞的全能性在一定条件离体的植物体细胞的全能性在一定条件下可充分体现。离体的动物体细胞，全能性下可充分体现。离体的动物体细胞，全能性受到限制，但其细胞核仍具有全能性，需要受到限制，但其细胞核仍具有全能性，需要

12、借助卵细胞的细胞质才能体现出来。未离体借助卵细胞的细胞质才能体现出来。未离体细胞的全能性不能表达，只能在机体调控下细胞的全能性不能表达，只能在机体调控下定向分化。定向分化。(4)细胞的全能性是植物细胞工程技术的理细胞的全能性是植物细胞工程技术的理论基础。论基础。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 032植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较项目项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合细胞融合细胞融合原理原理细胞融合细胞融合方法方法诱导手段诱导手段用途用途细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性用纤维素酶、果

13、胶酶用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后，诱导去除细胞壁后，诱导原生质体融合原生质体融合用胰蛋白酶使细用胰蛋白酶使细胞分散后，诱导胞分散后，诱导细胞融合细胞融合离心、电刺激、振离心、电刺激、振动、显微操作、聚动、显微操作、聚乙二醇等诱导乙二醇等诱导与植物体细胞杂交与植物体细胞杂交相比，还可用灭活相比，还可用灭活的病毒诱导的病毒诱导克服远缘杂交不亲和克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲的障碍，扩展杂交亲本范围，培育新品种本范围，培育新品种制备单克隆抗体、制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素病毒疫苗、干扰素等等湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 033.动物细胞培养与植物组织培养的

14、比较动物细胞培养与植物组织培养的比较项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养培养基的培养基的物理性质物理性质培养基的培养基的成分成分结果结果目的目的取材取材其他其他条件条件固体固体液体液体水、矿质元素、维生素、蔗水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、激素、琼脂等糖、氨基酸、激素、琼脂等葡萄糖、氨基酸、无机盐、葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等维生素、动物血清等新的植株或组织新的植株或组织新的细胞系或细胞株新的细胞系或细胞株植株快速繁殖脱毒植株植株快速繁殖脱毒植株的培人工种子生产药物、的培人工种子生产药物、杀虫剂等转基因植物的培杀虫剂等转基因植物的培育育蛋白质生物制品的生蛋

15、白质生物制品的生产皮肤移植材料的培产皮肤移植材料的培育检测有毒物质生育检测有毒物质生理、病理、药理学研究理、病理、药理学研究植物幼嫩的部位或花药等植物幼嫩的部位或花药等动物胚胎或出生不久的动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织幼龄动物的器官或组织均为无菌操作，需要适宜的温度、均为无菌操作，需要适宜的温度、ph等条件等条件湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03诱导植物体细胞的原生质体融合的诱导植物体细胞的原生质体融合的方法主要有离心、振动、电激或用聚乙二方法主要有离心、振动、电激或用聚乙二醇作为诱导剂。醇作为诱导剂。动物细胞融合常用的诱导因素有聚动物细胞融合常用的诱

16、导因素有聚乙二醇、灭活的病毒（诱导动物细胞融合乙二醇、灭活的病毒（诱导动物细胞融合的特有因素）、电激等。的特有因素）、电激等。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03拓展提升拓展提升1.容易混淆的三种细胞容易混淆的三种细胞杂种细胞、重组细杂种细胞、重组细胞和杂交细胞胞和杂交细胞(1)杂种细胞：杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后形成的原生质体融两种细胞去掉细胞壁之后形成的原生质体融合，融合的原生质体形成细胞壁之后形成的合，融合的原生质体形成细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。细胞叫杂种细胞。(2)重组细胞：重组细胞：体细胞的细胞核移

17、植到去体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。核卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。(3)杂交细胞：杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。常称为杂交细胞。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 032.植物体细胞杂交和动物细胞融合的结果植物体细胞杂交和动物细胞融合的结果及原理及原理(1)植物体细胞杂交植物体细胞杂交过程：过程：a.植物细胞融合植物细胞融合;b.杂种细胞杂种细胞的植物组织培养。的植物组织培养。结果结果:形成杂种植株，产生了一个生形成杂种植株，产生了一个生物体。物体。原理：细胞膜的流动性和细胞的全原理：细胞膜的流

18、动性和细胞的全能性。能性。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 03(2)动物细胞融合动物细胞融合结果：动物细胞融合形成杂交细胞，结果：动物细胞融合形成杂交细胞，杂交细胞进行细胞培养，获得大量的克隆细杂交细胞进行细胞培养，获得大量的克隆细胞，但没有形成生物体。胞，但没有形成生物体。原理：细胞增殖和细胞膜的流动性，原理：细胞增殖和细胞膜的流动性，不包含细胞全能性。不包含细胞全能性。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2012年下学期制作 033.克隆动物与试管动物认识的误区克隆动物与试管动物认识的误区(1)误区一：试管动物与克隆动物的产生都误区一：试管动物与克隆动物的产生都是无性生殖。是无性生殖。纠正纠正：试管动物的产生是有性生殖，克隆：试管动物的产生是有性生殖，克隆动物的产生是无性生殖。动物的产生是无性生殖。(2)误区二：试管动物误区二：试管动物(哺乳类哺乳类)的产生是在的产生是在体外进行的，克隆动物体外进行的，克隆动物(哺乳类哺乳类)的产生是在体的产生是在体内进行的。内进行的。纠正纠正：试管动物：试管动物(哺乳类哺乳类)和克隆动物和克隆动物(哺乳哺乳类类)早期胚胎之前都是在体外进行的，早期胚胎早期胚胎之