人教版教学课件高三复习课件基因工程

目的基因
2、该过程除使用限制性内切酶外，还使用什么酶？
答：DNA连接酶。
T GCA T GCA
ACG T
ACGT
抗菌素抗性基因
标记基因
三、基因操作的基本步骤
1、为什么常用细菌等微生物作为受体细胞？
答：细菌等微生物的繁殖速度非常快，在短时间内 就能获得大量目的基因和基因产物。
2、当用细菌作为受体细胞时，在导入重组DNA之 前对其应作何处理？
问题4：
如何将目的基因导入受体细胞呢？
运载体
目的基因
问题与探索
1、作为运载体必须具备什么条件？ 2、为什么质粒常作为运载体？
3、基因工程的 “
目的基因
”
a、能够在宿主细胞中复制 并稳定地保存 （1）具备条件： b、具有多个限制酶切点，以便 与外源基因连接 c、具有标记基因，便于筛选 （2）种 （3 ）作 类： 质粒、噬菌体和动植物病毒 用： 将外源基因导入受体细胞
DNA连接酶 基因“针线”是__________，基因“运
运载体 输工具”是________。 （3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工 程来培育新品种的主要优点是： 目的性强 育种周期短 ________，__________和 克服了远缘杂交的障碍 。 ___________________
基因工程的应用
抗病毒干扰素 （2）、烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了___________。 遗传密码 这个事实说明，人和植物共同用一套__________，蛋白质的合成方式 相同 ______。
（3）、这个事实也可证明，现代地球上的生物是由工人的原始祖 先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，它们之间有着或近或远的 亲缘 ________关系。
问题2:
DNA
如何把目的基因从DNA T GCA A CGT 分子上切下来呢?
ACG T TGC A TGC A GCA T
观察与思考
目的基因
1、基因工程的 “
”
限制性内切酶
（1）特点： 一种限制酶只能识别一种特定的 核苷酸序列,并在特定切点切割 （2）结果： 产生粘性末端或 平末端 （3）分布： 微生物（已发现的有200种）
基因工程
两则新闻材料
1、近期（2004年9月）中央电视台《焦点访谈》播出了一期 节目，反映目前我国血库中血液短缺，很多病人排队等候输 血，有的因为不能及时输血而造成病情恶化，甚至死亡。节 目呼吁人们要关爱生命，义务献血……。 2、《参考消息》“开眼界”栏目中刊登一则新闻： 美国科学家已将人的血红蛋白基因导入猪的体内，并成功的 进行了表达。
二、填空题
番茄在运输和储存过程中，由于过早成熟 而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某 种促进果实成熟激素的合成能力，可使番茄 储藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。 这种转基因番茄已于1993年在美国上市。 请回答：
乙烯 （1）促进果实成熟的重要激素是_____
（2）在培育转基因番茄的基因操作中。所用的 限制性内切酶 基因“剪刀”是_____________
（5）实例：
①病毒的检测：肝炎病毒、肠道病毒、单纯孢疹 病毒等；
②遗传性疾病的检测：镰刀型细胞贫血症、苯丙酮 尿症等；
三、基因工程与生态环境保护
1、环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏 地检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
•蛋白质工程
什么是蛋白质工程
巩固练习
• 填空题：
1、中国科学陈炬把人的搞病毒干扰素（一种蛋白质）基因植入 烟草的细胞中并“嫁接”到基DNA分子上，使烟草获得了抗病 毒的能力。试分析回答：
（1）、人的基因这所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是因为： 人与植物的DNA分子结构相同 _________________________。
转基因植物：
1）高产、优质的农作物；
2）抗逆性品种
抗盐碱、抗寒、抗干旱
3）提高农作物的营养价值。
转基因动物：
提高动物生长速度 生长快、耐不良环境、肉质 好的转基因鱼(中国)
转基因的动物生产药物
乳汁中含有人生长激素的转 基因牛(阿根廷)
改善畜产品的品质
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
转基因的动物作器官移植的供体
缺点：操作过程麻烦，技术条件要求较高
3、目的基因与运载体结合
观 察 与 思 考
GAAT TC
CT TAAG
G
AATTC G
CTTAA
观 察 与 思 考
1、切割质粒与获得目的基因切割DNA分子是否 GCA T 一定要用同一种限制性内切酶？为什么？
T ACG 答：是。要保证有相同的黏性未端或平末端。
答：用氯化钙溶液处理细菌，以增大细菌细胞壁的通 透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。
3、重组DNA分子进入受体细胞后，是否意味着转 基因的成功？
答：不是，重组DNA分子进入受体细胞后受体细胞必须 表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过 程。
小 结
基 因 工 程 的 基 本 内 容
基因操作
以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现 有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。
蛋白质工程流程图
1. 从预期的蛋白质功能出发
2. 设计预期的蛋白质结构
3. 推测应用的氨基酸序列 4. 找到相应的脱氧核苷酸序列
比较：基因工程和蛋白质工程
基因工程
相同点 产生新的 产生的蛋白质 联系
2、基因工程的 “
”
AATTC
问题3：
如果把两种来源不同的DNA用同一种酶 G G 切割，会怎样呢？ A A T T C CTTAA G
观察与思考
DNA连接酶
2、基因工程的 “
”
“
” 指“DNA连接酶”
连接“梯子”断口的“扶 （1）连接的部位： 手”——磷酸酯键；而非“梯 子”中间的“踏板”——氢键 （2）结 果： 两个相同的粘性末端或平末 端连接
问题1: 基因操作是在DNA分子水平上进
行的,用普通的操作工具能够操作吗?
那么需要用什么工具呢?
1、基因工程的 “
观 察 与 思 考
G
” 限制性内切TTC G
CTTAA 粘性末端
观 察 与 思 考
性 切识 不 TGCA 未 点别 同 端 以的 的 ACGT 都 及核 “ 不同的限制性内切酶识别的核 不 形 苷 剪 苷酸序列、切点以及形成的粘 同 成 酸 刀 的序 ” T GC 性未端都是否相同？ A 黏列 所 、 T ACG
（2007，山东理，8分）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 显微注射法。 （2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 受精卵（或早期胚胎） 中， 原因是 受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相。
• ：人的血红蛋白基因怎样才能导入猪的体内呢？ 这就需要借助一门新兴的技术——基因工程。
一、基因工程的概念
别 名 基因拼接技术、DNA重组技术等 生物体 外 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结 果 基 因 DNA分子水平 剪切、拼接、导入、表达 获得人类所需的基因产物
二、基因操作的工具
（2008，广东）39．（《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 限制酶（限制性核酸内切酶）， 用 DNA连接酶 将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该 导入酿酒酵母菌 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 DNA分子杂交技术 ；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用 抗原—抗体杂交或淀粉酶活性 检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板 培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释 该现象发生的原因。
应组织细胞表达
（3）通常采用 DNA分子杂交）技术检测外源基因是否插入了小 鼠的基因组。 （核酸探针） （4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 膀胱上皮 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 细胞核 去核的卵 转入 细胞中构成重组细胞，使其发育 成与供体具有相同性状的个体。该技术称 为 。 核移植（或克隆）
（2008上海高考生物巻）39、以重组DNA技术为核心的基
因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。 接DNA分子所使用的酶分别是 限制性核酸内切酶 和 DNA连接酶 。 （3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒 或 质粒 ，后者的形状成小型环状 。 （4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率 低 ， 所以在转化后通常需要进行 筛选 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 中生产的胰岛素在功能和 氨基酸 序列上是相同的。
• 鸟枪法（散弹射击法）
优点： 操作简便
缺点：工作量大，具有一定的盲目性
三、基因操作的基本步骤
• 人工合成法
逆转录法
根据已知的氨基酸 序列合成DNA
DNA合成仪
mRNA
DNA
逆转录
蛋白质
mRNA
DNA
推测
推测
三、基因操作的基本步骤
• 人工合成法
优点： 专一性强，还可以合成自然界中 不存在的基因，因此有着广泛的 应用前景。