高二生物人教版选修三 基因工程专题复习课件 (共27张PPT).pptx

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1、,基因工程专题复习高二年级生物学,一项技术PCR技术,比较PCR扩增与体内DNA复制,下列是有关PCR技术的说法，请判断正误：1.PCR技术在细胞外完成。2.PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。3.PCR技术的原理与DNA复制的原理不同。4.已知基因的部分序列时可用PCR方法进行目的基因的扩增。5.PCR反应的一个循环包括变性复性延伸，温度均不相同。6.PCR反应体系中需要添加解旋酶以获得单链模板。7.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶。8.在设计两种引物时，需要让引物和引物之间的碱基序列互补。,例题1.,两个“工程”基因工程和蛋白质工程,基因工程：指将一

2、种生物的基因转移到另一种生物的细胞中，并使该基因携带的遗传信息在受体细胞中表达。基因工程的核心是构建重组DNA分子，因此早期的基因工程称为重组DNA技术。蛋白质工程：指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需求。,蛋白质工程和基因工程的区别和联系,已知生物体内有一种转运蛋白(P)，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：,氨基酸序列(或结构),P,P1,推测

3、氨基酸序列,功能,(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_进行改造。(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰_基因或合成_基因。所获得的基因表达时遵循中心法则，请写出中心法则：(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质结构和_，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的_进行鉴定。,例题2.,三种工具限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体,DNA连接酶,连接两条双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。,重组DNA分子,识别双链DNA分子的特定序列

4、，并在并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间断开磷酸二酯键。产生黏性末端或平末端。,携带外源基因进入细胞，一般有一至多个限制酶切割位点，携带标记基因，能在受体细胞中稳定存在、自我复制，并启动外源基因表达。,目的基因,四个步骤,下列关于载体的叙述中，错误的是（）A.载体与目的基因连接后，实质上就是一个重组DNA分子B.对某种限制酶而言，载体上最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C.目前常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒D.载体具有某些标记基因，便于对其进行切割,D,例题3.,能在细胞中稳定保存并大量复制；含有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；含有便于筛选的标记基因（一般为各种抗性

5、基因，如抗氨苄青霉素基因）；能启动外源目的基因的转录和翻译。,载体的共同特点,为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是(),A.用限制性核酸内切酶EcoRI和连接酶构建重组质粒B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上,例题4.,C,若要利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA(图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl(AGATCT)、EcoR(GAATTC

6、)和Sau3A(GATC)。下列分析合理的是(),A用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体B用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体,例题5.,C用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体D用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体,只用EcoR切割目的基因和载体,用Bgl和Sau3A切割目的基因和载体,EcoR,EcoR,EcoR,EcoR,可能产生目的基因自身环化或反接,Bgl,Sau3A,Bgl,Sau3A,Bgl,Sau3A,可能产生目的基因反接,用EcoR和Sau3A切割目的基因和载体,用Bgl和EcoR切割目的基因和载体,EcoR,Bgl,EcoR,EcoR,E

7、coR,EcoR,目的基因无法与载体相连,EcoR,Sau3A,EcoR,EcoR,Sau3A,Sau3A,目的基因与载体相连，得到表达载体,若要利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA(图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl(AGATCT)、EcoR(GAATTC)和Sau3A(GATC)。下列分析合理的是(),A用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体B用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体,例题5.,C用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体D用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体,D,下列用于判断目的基因是否转移成功的方法中，不属于

8、分子检测的是（）,例题6.,A,A通过害虫吃棉叶看其是否死亡B转基因生物基因组DNA与DNA探针能否形成杂交带C转基因生物中提取的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D转基因生物中提取的蛋白质能否与抗体形成杂交带,萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。（1）研究者用相同的_处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒，再将重组质粒置于经_处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。检测发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合

9、的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图2方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。,例题7.,（2）这是一种定点的_技术。图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引物划“”，若不选用该引物则划“”）。（3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用_方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较抑菌圈的大小，以确定表达产物的生物活性大小。（4）作为微生物农药，喷洒

10、蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，其优点是_。,萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。,研究背景,PCR技术,基因工程,解决问题,（1）研究者用相同的_处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒，再将重组质粒置于经_处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。,检测发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图2方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。

11、,密码子简并性,（2）这是一种定点的_技术。图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引物划“”，若不选用该引物则划“”）。,（3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用_方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较抑菌圈的大小，以确定表达产物的生物活性大小。,（4）作为微生物农药，喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，其优点是_。,检测鉴定实验设计,安全性,检测

12、发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图2方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。,基因突变,（2）这是一种定点的_技术。,（1）研究者用相同的_处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒，再将重组质粒置于经_处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。,限制酶和DNA连接酶,CaCl2,（2）图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引物划“”，若不选用该引物则划“”）。,35,53,DNA聚合酶只能从DNA分子的3端

13、延伸DNA链。,（3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用_方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较抑菌圈的大小，以确定表达产物的生物活性大小。,空质粒（pET质粒）和含有蛋白A基因的重组质粒,抗原-抗体杂交,检测鉴定目的基因分子水平：是否导入转录翻译个体水平：是否有活性是否表达性状,实验设计设置对照组（空白对照和阴性对照）,（4）作为微生物农药，喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，其优点是_。,对人、畜、农作物和自然环境安全；不会造成基因污染；有效成分纯度较高等。,基因工程,等,小结,谢谢同学们！再见！,