生物选修三第一章和第二章复习.ppt
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1、生物选修三第一章和第二章复习 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1、基因工程又叫做基因工程又叫做 _ _ 或或_。基因工程基因工程基因拼接技术基因拼接技术DNA重组技术重组技术2、基本工具:、基本工具:“分子手术刀分子手术刀”“分子缝合针分子缝合针”基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体3、基本操作步骤:、基本操作步骤:运载体运载体运载体运载体DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 1
2、、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建(核心)3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定 例例1.下列有关下列有关DNA重组技术的基本工具的相关叙述,重组技术的基本工具的相关叙述,不正确的是不正确的是A.DNA重组技术的基本工具有三种:限制酶、重组技术的基本工具有三种:限制酶、DNA连接酶和载体连接酶和载体B.载体需要具有多个限制酶切点,以便于目的基载体需要具有多个限制酶切点,以便于目的基因的鉴定和选择因的鉴定和选择C.限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的D.DNA连接酶根据其来源分为两类:连接酶根据其来源分为两类:E.coliDNA连接酶和
3、连接酶和T4DNA连接酶连接酶B(一)目的基因的提取(一)目的基因的提取获取方法:获取方法:1、_中获取目的基因中获取目的基因2、人工合成法:化学方法合成、人工合成法:化学方法合成DNA片段(片段(DNA合成仪)合成仪)3、PCR反应扩增反应扩增DNA基本操作步骤基本操作步骤从基因文库从基因文库原理:原理:DNADNA复制复制 (二)基因表达载体构建二)基因表达载体构建1、基因表达载体由、基因表达载体由_、_、_四部分组成。四部分组成。目的基因目的基因启动子启动子标记基因标记基因终止子终止子2、启动子作用:、启动子作用:3、标记基因的作用:、标记基因的作用:RNA聚合酶识别和结合的位点聚合酶识
4、别和结合的位点鉴别受体细胞中是否含有目的基因鉴别受体细胞中是否含有目的基因筛选出含目的基因的细胞筛选出含目的基因的细胞例例2普通牛奶赖氨酸含量低,未来提高牛奶中普通牛奶赖氨酸含量低,未来提高牛奶中赖氨酸的含量,吉林大学农学部利用现代赖氨酸的含量,吉林大学农学部利用现代生物工程技术,得到一头转入赖氨酸基因生物工程技术,得到一头转入赖氨酸基因的克隆奶牛,预计将来其分泌的乳汁中含的克隆奶牛,预计将来其分泌的乳汁中含有更多的赖氨酸。有更多的赖氨酸。(1)获得外源赖氨酸基因所需要的工具酶)获得外源赖氨酸基因所需要的工具酶是是,该基因不能从人体细胞中获得,该基因不能从人体细胞中获得,原因是原因是。(2)右
5、图是基因表达载体示意图,构建基因表达载体的目的)右图是基因表达载体示意图,构建基因表达载体的目的,图中图中A片段表示片段表示,B片段表示片段表示。其中,抗生素。其中,抗生素抗性基因的作用是抗性基因的作用是.。限制酶限制酶赖氨酸为人体必需氨基酸,赖氨酸为人体必需氨基酸,在人体内不能合成(没有相关基因)在人体内不能合成(没有相关基因)使目的基因在受体细胞内稳定存在并进行复制,使目的基因在受体细胞内稳定存在并进行复制,同时使目的基因能够表达和发挥作用同时使目的基因能够表达和发挥作用终止子终止子启动子启动子作为标记基因作为标记基因(或有利于对含有目的基因的细胞进行鉴别与筛选)(或有利于对含有目的基因的
6、细胞进行鉴别与筛选)(3)人体蛋白质基因之所以能)人体蛋白质基因之所以能“插入插入”到羊的染色体内,原因是到羊的染色体内,原因是,空间结构、化学组成相同;有互补的碱基序列空间结构、化学组成相同;有互补的碱基序列导入植物导入植物细胞:细胞:(三)将目的基因导入受体细胞(三)将目的基因导入受体细胞导入动物导入动物细胞:细胞:导入微生物细胞:导入微生物细胞:受体细胞受体细胞导入方法导入方法体细胞体细胞受精卵受精卵受精卵受精卵 显微注射法显微注射法Ca2处理法处理法农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法例例3 3在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因
7、afpafp对提高农作物的抗寒对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。右图所示是获得转基因莴苣的技术流能力有较好的应用价值。右图所示是获得转基因莴苣的技术流程,请据图回答下列问题:程,请据图回答下列问题:(1)(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和的物种中分离和_。(2)(2)过程需要的酶有过程需要的酶有_、_。(3)(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afpafp以外,还必以外,还必须含有启动子、终止子和须含有启动子、终止子和_,这样才能构,这样才能构成一个完整的基因表达载体。成一个完整的基因表达载体。(4)
8、(4)如果受体细胞如果受体细胞C1C1是土壤农杆菌,则将目的基因是土壤农杆菌,则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的导入它的目的是利用农杆菌的_,使目的,使目的基因进入受体细胞基因进入受体细胞C2C2,并将其插入到受体细胞,并将其插入到受体细胞C2C2中中_上,使目的基因的遗传特性得以上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达,形成转基因莴苣。经稳定维持和表达,形成转基因莴苣。经过程获得过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平上可用上可用_法进行检测,如果出现杂交带,法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培
9、育成功。说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培育成功。(用逆转录等方法进行用逆转录等方法进行)人工合成人工合成限制酶限制酶DNADNA连接酶连接酶标记基因标记基因转化作用转化作用染色体染色体DNADNA抗原抗原抗体杂交抗体杂交将目的基因导入微生物细胞原核生物原核生物繁殖快、多为单细繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,故早胞、遗传物质相对较少,故早期常作为受体细胞。期常作为受体细胞。大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞用用Ca2+处理处理感受态细胞感受态细胞重组表达载体重组表达载体DNA溶于缓冲液溶于缓冲液混合混合转入转入目的基因是否插入转基目的基因是否插入转基因生物染色体的因生物染色体的DNA:(
10、四)目的基因的检测与鉴定四)目的基因的检测与鉴定目的基因是否表达目的基因是否表达:目的基因是否转录目的基因是否转录:方法方法:DNADNA分子杂交分子杂交方法方法:分分 子子 杂杂 交交方法方法:抗原抗体杂交抗原抗体杂交鉴定鉴定抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等检测检测例例4下列关于目的基因的检测与鉴定的叙述,错下列关于目的基因的检测与鉴定的叙述,错误的是误的是()A目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入质目的基因是否插入质DNA中中B检测受体细胞是否含有目的基因及其是否成功检测受体细胞是否含有目的基因及其是否
11、成功转录的方法都是分子杂交法转录的方法都是分子杂交法C目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的D如在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质,如在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质,可确定目的基因首端含有启动子可确定目的基因首端含有启动子A用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物-动物乳腺生物反应器动物乳腺生物反应器获取目的基因获取目的基因(药用蛋白基因)(药用蛋白基因)构建基因表达载体构建基因表达载体(在药用蛋白基因前加乳在药用蛋白基因前加乳腺蛋白基因的启动子腺蛋白基因的启动子)显微注射导入哺乳显微注射导入哺乳动物受精卵中动物受精卵中形成早期形成早期胚胎胚胎
12、将胚胎送入母体动物将胚胎送入母体动物发育成转基因动物(只有在产下的雌性动物个体中,转入发育成转基因动物(只有在产下的雌性动物个体中,转入的基因才能表达)的基因才能表达)(二)动物基因工程前景广阔(二)动物基因工程前景广阔用转基因动物作器官移植的供体用转基因动物作器官移植的供体供体动物:供体动物:存在的难题:存在的难题:解决方法:解决方法:猪猪免疫排斥免疫排斥将供体基因组导入某种基因调节因子,以将供体基因组导入某种基因调节因子,以抑制抗原抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,再结再结合克隆技术,培育出合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应没有免疫排斥
13、反应的转基因克的转基因克隆猪器官。隆猪器官。(三)、基因工程药品异军突起(三)、基因工程药品异军突起工程菌:用基因工程的方法,使外源基因得到高效率表达的菌类细工程菌:用基因工程的方法,使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。胞株系。我国已生产的产品我国已生产的产品:白细胞介素白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等、干扰素、乙肝疫苗等(四)基因诊断与基因治疗(四)基因诊断与基因治疗 基因诊断:基因诊断:用放射性同位素用放射性同位素等标记的等标记的“DNADNA探针探针”检测肝检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,不但准确而且迅速。不但准确而且迅速。我国研究人员正在制备我国研究
14、人员正在制备用于基因治疗的基因工用于基因治疗的基因工程细胞程细胞基因治疗:基因治疗:把健康的外源基因把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的。治疗疾病的目的。体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗基因治疗的形式基因治疗的形式例例5下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染时产生干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染时产生的一种糖蛋白的一种糖蛋白B基因治疗是治疗遗传病的最有效手段基因治疗是治疗遗传病的最有效手段C体内基因治疗是基因治疗的一种形式体内基因治疗是基因治疗的一种形式D体外基因治疗仅指体外完成基因转移这
15、个环节体外基因治疗仅指体外完成基因转移这个环节 D例例6.科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄细胞的耐寒能力科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄细胞的耐寒能力大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有Pst、Sma、Hind、Alu等四种限制酶切割位点,下图是转基等四种限制酶切割位点,下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因为抗氨苄青霉素基因),其,其中中是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,、表表示相关结构或细胞。请据图回答问题。示相关结构或细胞。请据
16、图回答问题。(1)在构建基因表达载体时,可用一种或者多种限制酶进行切割。在构建基因表达载体时,可用一种或者多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接,为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接,在此实例中,应该选用在此实例中,应该选用_限制酶,分别对限制酶,分别对_进行切割,切割后产生的进行切割,切割后产生的DNA片段分别为片段分别为_种。种。Pst、Sma含鱼抗冻蛋白基因的含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒、质粒4、2(2)培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长,要利用该培养基筛选已导入鱼抗冻蛋白基因
17、的番长,要利用该培养基筛选已导入鱼抗冻蛋白基因的番茄细胞,应使基因表达载体中含有茄细胞,应使基因表达载体中含有_,作为标记基因。,作为标记基因。(3)研究人员通常采用农杆菌转化法将鱼抗冻蛋白基因导研究人员通常采用农杆菌转化法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用入番茄细胞内。通常采用_技术,在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应技术,在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。的蛋白质。(4)利用组织培养技术将导入鱼抗冻蛋白基因的番茄组织利用组织培养技术将导入鱼抗冻蛋白基因的番茄组织细胞培育成植株。图中细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的中番
18、茄组织细胞的_过程。过程。脱分化、再分化脱分化、再分化抗氨苄青霉素基因抗氨苄青霉素基因(ampr)抗原抗原抗体杂交抗体杂交蛋白质工程流程图蛋白质工程流程图1.从预期的蛋白质从预期的蛋白质功能功能出发出发2.设计预期的蛋白质设计预期的蛋白质结构结构3.推测应用的推测应用的氨基酸氨基酸序列序列4.找到相应的找到相应的脱氧核苷酸脱氧核苷酸序列序列板书:用干扰素例子,反推过程。第4步后接着做什么?基因基因DNA DNA mRNA mRNA 氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链 蛋白质蛋白质三维结构三维结构转录转录 翻译翻译 折叠折叠 生物功能生物功能 预期功能预期功能 分子分子设计设计 DNADNA合成合
19、成 中心法则中心法则 蛋白质工程蛋白质工程 例例7.下图为蛋白质工程操作的基本思路,请据图回答下下图为蛋白质工程操作的基本思路,请据图回答下列问题:列问题:(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是代表蛋白质工程操作思路的过程是_;代表;代表中心法则内容的是中心法则内容的是_。(填写数字填写数字)(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容:写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容:_;_;_。(3)蛋白质工程的目的是蛋白质工程的目的是_,通过通过_实现。实现。(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是是_的。的。折叠折叠分子设计分子设计D
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- 生物 选修 第一 章和 第二 复习
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