选修基因工程二轮复习课件

1、现代生物科技专题专题一 基因工程目标引领一、基因工程的诞生二、基因工程的原理及技术三、基因工程的应用四、蛋白质工程知识框架一、基因工程的诞生基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过_和_，赋予生物以_的遗传特性，创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在_上进行设计和施工的，又叫做_。DNA重组技术 体外DNA重组转基因技术新DNA分子水平二、基因工程的原理及技术基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境操作对象 操作水平基本过程结果1、原理：生物体外基 因DNA分子水平剪切拼接导入表达人类需要的基因产物 将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA

2、分子。（恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键）分子缝合针DNA连接酶连接酶的分类根据酶的来源分： .coli DNA连接酶：只能“缝合”片段互补的黏性末端.4DNA连接酶：能“缝合”片段互补的黏性末端和平末端作用：DNA连接酶1.细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子2.质粒是基因工程中最常用的运载体3.最常用的质粒是大肠杆菌的质粒4.存在于许多细菌及酵母菌等生物中5.质粒的存在对宿主细胞无影响6.质粒的复制只能在宿主细胞内完成常用载体质粒的特点大肠杆菌及质粒载体结构示意图复制原点目的基因插入位点氨苄青霉素抗性基因已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如下图中箭头

3、所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（ ）A.3 B.4 C.9 D.12C当堂诊学取出DNA用限制酶切断DNA 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、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等目的基因主要指编码蛋白质的结构基因第一步：目的基因的获取从基因文库获取目的基因基因组文库（一种生物的所有基因）部分基因文库：如cDNA文库（部

4、分基因）利用PCR技术扩增目的基因原理：DNA双链复制的原理通过DNA合成仪直接人工合成 根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，然后按照碱激互补配对原则，推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。第二步：基因表达载体的构建基因表达运载体的构建(1)目的：使目的基因在受体细胞中_，并且可以_，使目的基因能够_。(2)组成：_稳定存在遗传至下一代表达和发挥作用目的基因启动子终止子标记基因 启动子终止子目的基因标记基因表达载体模式图第三步：将目的基因导入受体细胞目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程（叫转化）。将目的基因导入植物细胞将目的

5、基因导入动物细胞将目的基因导入微生物细胞农杆菌转化法（感染双子叶植物和裸子植物，对大多单子叶植物没有感染力）基因枪法（常用于单子叶植物）花粉管通道法（转基因抗虫棉）显微注射技术（“超级小鼠”）导入大肠杆菌方法：先用Ca2+处理，使其转为感受态细胞。再将重组载体与感受态细胞混合。第四步：目的基因的检测和鉴定分子水平的检测检测是否插入了目的基因检测是否转录出了mRNA检测是否翻译成蛋白质个体生物学水平的检测（做抗虫或抗病的接种实验）1.运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有（） A.抗虫基因B.抗虫基因产物 C.新的细胞核

6、D.相应性状2.转基因动物转基因时的受体细胞是（） A.受精卵B.精细胞 C.卵细胞D.体细胞DA当堂诊学1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的_。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产_。3.基因治疗：_导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。把正常的外源基因品质药物三、基因工程的应用一、基因诊断与基因治疗1.基因诊断(1)原理：DNA分子杂交。(2)过程：制备用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA（患者DNA）分子作探针；将待测DNA制成单链；让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，则说明患有此病，否则不患此病。2.基因治

7、疗(1)原理：把正常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。病人细胞中既有缺陷基因，也有正常基因。外源基因类型及举例成果举例改良品质的转基因植物优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛提高生长速度的转基因动物外源生长激素基因转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品品质的转基因动物肠乳糖酶基因乳汁中含乳糖较少的转基因外源基因类型及举例成果举例生产药物的转基因动物药用蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子等调控组件转基因动物具有乳腺生物反应器作器官转移植供体的转基因动物将外源的抗原决定基因表达的调节因子导入到器

8、官供体基因组或除去供体的抗原决定基因无免疫排斥反应的转基因猪 当堂诊学1.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 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杀虫蛋白，对菜青虫 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B. Bt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Bt基因D.转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物C2.水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly和Ser构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记

9、，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（）A.促使目的基因到导入宿主细胞中B.促使目的基因在宿主细胞中复制C.使目的基因容易被检测出来D.使目的基因容易成功表达C蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过_或_，对现有蛋白质进行_，或制造一种_，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产_的蛋白质）自然界已存在 基因修饰基因合成改造新的蛋白质四、蛋白质工程一、蛋白质工程1.蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的蛋白质。2.蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定要求，对蛋白质基本结构进行分子设计。由于基因决定蛋白

10、质，因此，要对蛋白质结构进行设计改造，还必须从基因入手。3.蛋白质工程的流程图预期功能蛋白质三维结构氨基酸序列（多肽链）基因具有预期功能的蛋白质科学家将干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为（ ） A.基因工程 B.蛋白质工程 C.基因突变 D.细胞工程B当堂诊学 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。还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位结