基因工程以及其应用(2)

1、关于基因工程及其应用 (2)第一张，PPT共三十一页，创作于2022年6月基因工程 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状(分子水平）第二张，PPT共三十一页，创作于2022年6月基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程实质（原理）结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，产生人类需要的基因产物剪切 拼接 导入 表达基因重组第三张，PPT共三十一页，创作于2022年6月一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列；并在特定切点

2、切割一. 限制性核酸内切酶“分子手术刀” DNA重组技术的基本工具 1、来源：2、种类：3、作用：主要是微生物4000种。4、结果：形成两种末端粘性末端平末端第四张，PPT共三十一页，创作于2022年6月要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。被同一种限制酶切断的几个来源不同的DNA是否具有相同的黏性末端？第五张，PPT共三十一页，创作于2022年6月二. DNA连接酶“分子缝合针”、作用：把两条末端之间的缝隙“缝合”起来、种类：Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶 第六张，PPT共三十一页，创作于2022年6月DNA聚合酶

3、和DNA连接酶有何相同和不同点？（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的末端上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。第七张，PPT共三十一页，创作于2022年6月三、基因的运输工具运载体作用：将外源基因导入受体细胞种类：质粒（最常用的运载体，是染色体外能够自我复制的很 小的环状DNA。） 噬菌体 动植物病毒能够在宿主细胞中

4、复制并稳定的保存。具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有标记基因便于筛选。第八张，PPT共三十一页，创作于2022年6月2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 （ ） B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNAD练习1、下列有关基因工程中限制内切酶的描述，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第九张，PPT共三十一页，创作于2022年6月(一)提取目的基因从基因文库 获取：鸟枪法 基因工程基本操作骤人工合成基因反转录法据已知的氨基酸序列合成

5、DNA专一性强，目的基因中不含内含子第十张，PPT共三十一页，创作于2022年6月（二）基因表达载体的构建1目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。2 基因表达载体的组成 目的基因 启动子：位于基因首端，RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动转录 终止子：位于基因尾端，使转录在所需要的地方停下来 标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因3方法：4、工具第十一张，PPT共三十一页，创作于2022年6月3、 将目的基因导入受体细胞生物种类植物动物微生物常用方法受体细胞转化过程农杆菌转化法显微注射法Ca2+处理法体细胞受精卵原核细胞略 略 略第十二张，PPT

6、共三十一页，创作于2022年6月目的基因的检测与鉴定 外源基因受体细胞mRNADNA蛋白质方法性状方法方法方法 检测：导入？ 检测：转录？ 检测：翻译？ 鉴定：表现？ 检测是否插入目的基因，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带。检测是否转录出了mRNA，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带。检测目的基因是否翻译成蛋白质。抗体与蛋白质进行抗原抗体杂交，看是否有杂交带。还可以进行个体水平的鉴定，根据其性状。第十三张，PPT共三十一页，创作于2022年6月在基因工程中，切割运

7、载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ）同种限制酶 B. 两种限制酶同种连接酶 D. 两种连接酶练习注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用DNA连接酶连接。(北京理综)2利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白D第十四张，PPT共三十一页，创作于2022年6月农业上基因工程与农牧业、食品工业基因工程与环境保护畜牧养殖业上食品业获得高产、稳产和具有优良品质的农作

8、物 培养具有各种抗逆性的作物新品种 获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物 利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达 为人类开辟新的食物来源 用DNA探针检测水中病毒的含量 获得分解四种烃类的“超级菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌 环境监测环境净化基因工程与医药卫生生产基因工程药品如胰岛素、干扰素 基因诊断如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病 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 基因工程成果与发展前景第十五张，PPT共三十一页，创作于2022年6月3.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是 A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B基因诊断的基本原理是DN

9、A分子杂交 C.一种基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改良B第十六张，PPT共三十一页，创作于2022年6月（一）原核细胞的基因结构 非编码区 非编码区 编码区编码区下游编码区上游 RNA聚合酶结合位点 调控遗传信息的表达 RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并与DNA分子的一条链为模板合成RNA。转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。 编码区：能够转录为相应的信史RNA，进而指导蛋白质的合成，能够编码蛋白质的区段。非编码区：有调控遗传信息表达的核苷酸序列。第十

10、七张，PPT共三十一页，创作于2022年6月（二）真核细胞的基因结构能够编码蛋白质的序列叫做外显子 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子，内含子能转录为信使RNA 内含子: 外显子: 编码区非编码区非编码区与RNA聚酶结合位点内含子 外显子 编码区上游 编码区上游 不同种类的蛋白质的基因所含的外显子和内含子的数目和长度是不同的。每个编码蛋白质的基因都含有若干个外显子和内含子第十八张，PPT共三十一页，创作于2022年6月获取目的基因的方法过 程优 点缺 点直接分离法（鸟枪法）操作简便工作量大，有盲目性，目的基因含有不表达的内含子 人工合成法反转录法专一性强，目的基因中不含内含子 操作过程麻烦。mR

11、NA生存时间短，技术要求高 由氨基酸序列合成据推测出的核苷酸序列，通过化学方法合成 专一性最强，目的基因不含内含子，可合成自然界不存在的基因 目前，复杂的尚不知核苷酸序列的基因不能合成 mRNA单链DNA逆转录双链DNA合成DNA片段扩增供体细胞中DNA限制性酶运载体DNA片段不同受体细胞目的基因细胞目的基因找出第十九张，PPT共三十一页，创作于2022年6月4.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D

12、酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白D第二十张，PPT共三十一页，创作于2022年6月07（山东理综）35（8分）生物-现代生物科技专题继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 。（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是 。（3）通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的 转入 细

13、胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为 。显微注射受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达DNA分子杂交（膀胱上皮细胞核去核的卵核移植（或克隆）第二十一张，PPT共三十一页，创作于2022年6月2006 年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）(8分)基因工程又叫基因拼接技术。 (1)在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的 为模板， 成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成 。 (2)基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、 。若将真核基因在原核细胞中表达，对该目的基因的基本要求是 。 (3)假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以

14、同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有 种环状DNA分子，它们分别是-。 (1)信使RNA(mRNA)逆转录(反转录)双链DNA(目的基因) (2)动植物细胞，除去内含子 (3)3 运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子第二十二张，PPT共三十一页，创作于2022年6月35（8分）【现代生物科技专题】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DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处

15、，DNA连接酶作用于 处。（填“a”或“b”）（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是和 。 （4）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 做探针进行分子杂交检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。a基因枪法（花粉管通道法）植物组织培养脱分化（去分化）再分化耐盐基因（目的基因） 一定浓度盐水浇灌 （移植到盐碱地中）a第二十三张，PPT共三十一页，创作于2022年6月08上海（9分）A题适用于生命科学，B题适用于生物。任选一题。A以重组DNA技术为核心的基因工程正在

16、改善着人类的生活。请回答下列问题：（1）获得目的基因的方法通常包括 和 。（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是 - 和 。（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或 ，后者的形状成 。（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率 。所以在转化后通常需要进行 操作。（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者生产的胰岛素在功能和 序列上是相同的。【答案】（1）化学合成（人工合成） 从生物细胞分离（2）限制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶（连接酶） （3）质粒 小型环状（双链环状、环状） （4）低 筛选 （5）氨基酸第二十四张，PPT共三十一页，创作于2022年6月08

17、广东（现代生物科技专题，10分）天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是 ， 用 将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子 ，以完成工程菌的构建。（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是 ；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用 检测。限制酶DNA连接酶导入酿酒酵母菌DNA分子杂交技术抗原抗体杂交第二十五张，PPT共三十一页，创作于2022年6月基因

18、治疗：所谓用基因治病，实际上指的是把功能基因导入病人体内使之表达，并因表达产物 - 蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。半乳糖血症是因常染色体上的一个基因发生突变，由G变为g引起，隐性纯合体即表现为患者。我们通过基因治疗就可将大肠杆菌半乳糖酶的基因通过运载体转移到患者体内的细胞中，使之产生半乳糖酶，从而使症状好转或消失。第二十六张，PPT共三十一页，创作于2022年6月转基因植物：转基因植物是指科学家在实验室中通过基因工程方法，把作物基因构成加以改变，培育出的新品种。日本农水省生物资源研究所等单位将人的乳腺中产生乳铁蛋白的基因组导入了番茄品种“秋玉”之中开发出了一种基因重组番茄。该番茄能生产母乳中所含的具有提高免疫机能和防止感染的作用和具有增加铁质的功效的多功能蛋白质乳铁