一轮复习基因工程与蛋白质工程课件.ppt.ppt

高中生物全程复习方略配套课件中图选修基因工程的应用蛋白质工程

基因编辑技术如CRISPR-Cas9在理论上可以用于修改人类胚胎基因，可能导致遗传信息的永久改变。这种技术的潜在滥用可能对人类基因库造成不可逆的影响，引发一系列伦理问题。
基因歧视问题
随着基因检测技术的发展，个人基因信息可能被用于不公平的决策，如就业、保险和医疗保健。这可能导致基因歧视，侵犯个人权利。
Part
02
基因工程的应用
基因治疗
基因治疗是指通过改变人类基因来治疗遗传性疾病和获得性状的一种方法。
输标02入题
基因治疗可以分为直接基因治疗和间接基因治疗两种类型。
01
03
目前，基因治疗已经在一些遗传性疾病的治疗中取得了显著成果，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等。
04
直接基因治疗是直接将正常的基因导入人体细胞中，以替代缺陷基因；而间接基因治疗则是通过调节人体内的某些基因的表达来达到治疗目的。
合成生物学结合了工程学和生命科学的原理，通过设计和构建人工生物系统，解决实际问题，未来发展潜力巨大。
基因治疗的研究进展
基因治疗是当前研究的热点领域，通过向患者体内导入功能正常的基因，治疗遗传性疾病和癌症等疾病，未来有望取得突破性进展。
蛋白质工程技术的发展趋势
蛋白质结构和功能的深入研究
01
定向进化的方法
包括基因突变、基因重组、基因体外合成等技术，通过这些技术可以实现对蛋白质的定向进化。
蛋白质工程在药物研发中的应用
药物靶点的发现
通过蛋白质工程可以发现新的药物靶点，为新药的研发提供基础。
药物设计和优化
通过蛋白质工程可以对药物进行设计和优化，提高药物的疗效和降低副作用。
蛋白质工程在农业和工业生产中的应用
目前，基因改良作物已经在世界范围内得到广泛应用，但同时也面临着社会接受程度和生态安全等方面的挑战。

【中小学课件】高中生物总复习专题一基因工程课件

溶解DNA 丝状物
―→取两支试管，各加入物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液，将丝状物放入其中一支试管中，并用玻璃棒搅拌。
DNA的鉴定 ―→向两支试管中分别加入二苯胺试剂，沸水中加热一段时间，待试管冷却后，看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
3．方法突破 (1)做该实验时，不能用猪血代替鸡血，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，不能提取DNA。 (2)制备鸡血细胞液时，要注意向鸡血中加柠檬酸钠，防止血液凝固。
人的胰岛素基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；作为标记基因，有利于重组基因在细胞内表达的鉴定筛
选，但对于目的基因的表达没有促进等调控作用。
答案：D
二、基因工程的基本操作程序 1．构建基因表达载体(核心步骤)
DNA连接酶
DNA聚合酶
解旋酶
作用特点
将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上
将DNA 两条链之间的氢键打开
作用结果
形成单形成重组DNA 形成新的链DNA DNA分子分子分子
(2)限制酶与DNA连接酶的关系
(1)主要来源：原核生物。
(2)特点：能够识别DNA特定的磷酸二酯键开两个核苷酸之间的核苷酸序列。，切
(3)DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种形式：黏性末端和平末端。
2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链 DNA片段制酶切开的两个核苷酸之间的 (2)种类 ①E·coli DNA连接酶：只能缝合DNA的黏性末端。 “缝合”起来，恢复被限。磷酸二酯键

2021年新课标新高考生物复习课件：专题25 基因工程与蛋白质工程

(2)基因治疗 a.概念:把⑤ 正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。
b.
c.成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中,使淋巴细胞能产生腺苷酸脱氨酶,然后,再将这种淋巴细胞转入患者体内,从而治疗复合型免疫缺陷症。
二、蛋白质工程 1.蛋白质工程崛起的缘由 (1)基因工程的实质:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,后者可以产生它本不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状。 (2)基因工程的不足:在原则上只能产生自然界已存在的蛋白质。 2.蛋白质工程的基本原理
物反应器”。因此以胡萝卜为转化受体,研究FMDV的VP1基因在转基因胡萝卜中的表达情况 , 为进一步研究利用转基因植物生产口服疫苗提供了一条新途径。问题探究 (1)构建基因表达载体的目的是什么? (2)将VP1基因转入胡萝卜细胞最常用的是什么方法?其原理是什么? (3)一般来说,切割目的基因或运载体为何使用两种不同的限制酶? 要点点拨 (1)使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)将目的基因(VP1基因)导入植物细胞最常用的是农杆菌转化法。当植物体受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,利用这一特点,可将目的基
d.扩增过程
过程变性复性
延伸
说明
图解
当温度上升到90 ℃以上时,双链 DNA解聚为单链
温度下降到50 ℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA结合
72 ℃左右时,Taq DNA聚合酶活性高,可使DNA新链由5'端向3' 端延伸

2023届高三生物一轮复习课件：基因工程

或其他数量的核苷酸组成。
6.切割结果：切口有两种：黏性末端和平末端当限制酶在它识别序列的_中__轴__线__两__侧__将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏__性__末__端____；当限制酶在它识别序列的_中__轴__线__处__切开时，产生的是_平__末__端_；
EcoRⅠ SmaⅠ
不会对人畜有害的原理？①Bt抗虫蛋白只在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人畜的胃液呈酸性 ②人畜的肠道细胞没有特异性受体。一、目的基因的筛选与获取 1.何为目的基因？P76用于改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因，主要指编码蛋白质的基因库是由mRNA逆转录形成的，只包含真核细胞基因结构中外显子的序列，可在不同物种之间交流；
物细胞哺乳不的到溶丝解状。沉淀物、
方案： ①4℃冰箱静置后取上清液 ②离心后取上清液
2mol/L的 NaCl溶液， 2只试管
二苯胺沸水浴加热蓝色
加①体低积温相放等置、几预分冷钟酒的精作（用体？积分数95%）静置，得白色丝状物提②取搅方拌案时：应轻缓、并沿一个方向的原因？
①抑用制玻核璃酸棒水沿解一酶个的方活向性搅，拌进，而卷抑起制丝D状NA物降，解并；用抑滤制纸DN吸A分取子上面运动的，水使DNA易形成沉淀析出；低温有利于增加DNA分子柔韧性，
6
●1.基因表达载体的构建目的？ ●2.基因表达载体组成？ ●3.基因表达载体各组成部分的作用？ ●4.转化的概念？ ●5.将目的基因导入受体细胞的方法及适用范围？
7
1.在培养有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是什么？ 2.原理？ 3.采用农杆菌转化法导入目的基因时，为什么目的基因可以整合到染色体的DNA 上? 4.目的基因插入染色体DNA上的目的是什么？ 5.两次拼接、两次导入 6.转基因的植物细胞如何获得最终的新品种？

基因工程-课件ppt

(7)用于载体的质粒 DNA 分子上至少含一个限制酶识别位点(√ )
(8)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在
并表达
(√)
在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
2．载体需具备的条件及其作用(连线)
对点落实
返回
1．(2016·全国卷Ⅲ)图(a)中的三个 DNA 片段上依次表示出了
EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和 Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列
与切割位点，图 (b) 为某种表达载体的示意图 ( 载体上的
EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。
↓
↓
↓
——GAATTC—— ——GGATCC—— ——GATC——
返回
(2)写出产生的末端的种类：①产生的是黏性末端；②产生的是平末端。 (3)EcoRⅠ限制酶和 SmaⅠ限制酶识别的碱基序列不同，切割位点不同 (填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。
在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
图(b)
图(c)
(3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶，常见的
有__E_·_c_o_l_i__D_NA_连__接__酶_和____T_4D_N_A_连___接__酶___，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是__T_4D_N_A__连__接__酶___。
解析
在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么

【课件】2023届高三生物一轮复习课件：基因工程的基本操作程序

b.用农杆菌感染时，优先选择受伤的
（受伤的/完好的）叶
片与重组质粒的农杆菌培养，选用该叶片的理由
是
叶片伤口处的细胞可释放大量的酚类。物质，可吸引农杆菌
三.基因工程的基本操作程序 3DNA三.基因工程的基本操作程序
1.目的基因的获取 ②基因的种类: 基因组和部分基。因
基因组DNA与cDNA的比较类型大小基因中启动子（具有启动作用的DNA片段）基因中内含子(位于编码蛋白质序列的非编码DNA片段）
2.基因表达载体的构建—基因工程的核心：
（1）构建目的：
①使目的基因在受体细胞中稳定；存在,并且可以遗传给下一代。
②使目的基因能够表达和发挥作。用
（2）构建过程：
同种限制酶
如果使用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，有何优点?
。
可防止目的基因和质粒自身环化以及目的基因与运载体的反向连接
若只考虑两两连接，质粒和目的基因至少可以连接 3 种；
【思考】合成引物时是否需要知道目的基因的所有的碱基序列？
三.基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取
(3)利用PCR技术扩增目的基因 ⑥两种引物的要求：
引物自身不能环化两种引物之间不能互补配对引物长度不宜过短，防止。引物随机结合
三.基因工程的基本操作程序例.设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。
③终止子：使转录终止的特殊结构的DNA片段。
④标记基因：四环素抗性基因，卡那霉素抗性基因，氨苄青霉素抗性基
种类：
因等抗生素抗性基因。
作用：用于鉴别和筛选含有目的基。因的受体细胞
⑤复制原点： DNA分子复制的。起点

《蛋白质工程》课件

生物医学
蛋白质工程可用于研究和治疗疾病，例如设计和优化抗体、酶和细胞
因子等。
农业与食品工业
蛋白质工程可用于改良农作物和食品品质，提
高产量和营养价值。
环保与能源领域
蛋白质工程可用于设计和优化微生物，以实现废物处理、生物燃料生
产等目标。
CHAPTER 02
蛋白质的结构与功能
蛋白质的一级结构
重要性
功能域和活性位点是理解蛋白质功能的关键，对蛋白质工程和药物设计具有重要意义。
影响因素
功能域和活性位点的形成受一级结构、二级结构和高级结构的影响，同时与蛋白质与其他分子的相互作用有关。
CHAPTER 03
蛋白质工程的遗传操作
基因突变技术
随机突变
01
通过化学诱变、物理诱变等方法在基因序列中引入随机突变，
定义
蛋白质的二级结构是指局部主链的折叠方式，常见的二级结构包括 α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等。
重要性
二级结构是构成蛋白质三级结构的重要基础，对蛋白质的功能具有重要影响。
影响因素
二级结构的形成受一级结构的影响，同时与蛋白质所处的环境条件有关。
蛋白质的高级结构
定义
蛋白质的高级结构是指整条肽链中不同二级结构的组合方式，包括蛋白质的构象、亚基聚合方式以及与其他分子间的相互作用等
通路分析
通过分析蛋白质在生物体内的相互作用网络，揭示其在信号转导、代谢等通路中的作用，为药物研发和疾病治疗提供靶点。
CHAPTER 05
蛋白质工程的实验技术
蛋白质的分离与纯化
蛋白质的分离与纯化是蛋白质工程实验技术的关键步骤之一，其目的是将目标蛋白质从复杂的生物样本中分离出来，并提高其纯度。

蛋白质工程PPT通用课件.ppt

D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程
4、蛋白质工程的基本流程正确的是（Ｃ）
①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A．①②③④ B．④②①③ C．③①④② D．③④①②
5、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（Ｄ）
体外很难保存
干扰素（丝氨酸）
体外可以保存半年
满足人类生产和生活的需要
玉米中赖氨酸含量比较低
玉米中赖氨酸含量可提高数倍
天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）
改造
天冬氨酸激酶（异亮氨酸）
二氢吡啶二羧酸合成酶改造（104位的天冬酰胺）
二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）
二、蛋白质工程的基本原理
对天然蛋白质进行改造，你认为直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？
比较基因工程和蛋白质工程
基因工程
蛋白质工程
相同点操作环境——生物体外；操作对象—— 基因；操作水平——分子
结果天然存在的蛋白自然不存在的蛋白
实质
基因重组基因修饰或基因合成
流程
中心法则
中心法则逆推
蛋白质工程是在基因工程基础上的延伸，联系是第二代基因工程
三、蛋白质工程的进展和前景
1.进展 2.前景
目标: 改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或生活的需要
蛋白质工程的实质：是对编码蛋白质的基因进行改造
讨论：对照密码表，至少写出三种决定
“—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸— 苯丙氨酸—”的脱氧核苷酸序列。（P27）
—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—”的脱氧核苷酸序列 20种氨基酸的密码子表