基因工程练习57341.pptx
《基因工程练习57341.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基因工程练习57341.pptx(35页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、专题基因工程基因工程(一一)1基因工程的诞生。基因工程的诞生。2基因工程的原理及技术。基因工程的原理及技术。3DNA的粗提取与鉴定。的粗提取与鉴定。课程标准课程标准考点考点一基因工程的基本工具一基因工程的基本工具一、与一、与DNA分子相关的分子相关的酶 种类种类项目项目限制酶限制酶DNADNA连连接接酶酶DNADNA聚合聚合酶酶解旋酶解旋酶作用底作用底物物DNADNA分子分子DNADNA分子分子片段片段脱氧核苷脱氧核苷酸酸DNADNA分子分子作用部作用部位位磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二酯磷酸二酯键键碱基对间的碱基对间的氢键氢键作用结作用结果果形成黏形成黏性末端性末端或平末或平
2、末端端形成重形成重组组DNA分子分子形成新的形成新的DNA分分子子形成单链形成单链DNA分子分子二、二、载体体1 1作用作用(1)(1)作作为运运载工具,将目的基因工具,将目的基因转移到宿主移到宿主细胞内。胞内。(2)(2)利用它在宿主利用它在宿主细胞内胞内对目的基因目的基因进行大量复制。行大量复制。2 2具具备的条件的条件(1)(1)能在宿主能在宿主细胞内胞内稳定保存并大量复制。定保存并大量复制。(2)(2)有多个限制有多个限制酶切割位点,以便与外源基因切割位点,以便与外源基因连接。接。(3)(3)具有某些具有某些遗传标记基因,以便基因,以便进行行筛选。3 3种种类(1)(1)质粒:一种裸露
3、的、粒:一种裸露的、结构构简单、独立于、独立于细菌菌拟核核DNADNA之外,能之外,能够自我复制的很小的双自我复制的很小的双链环状状DNADNA分子。分子。(2)(2)噬菌体的衍生物。噬菌体的衍生物。(3)(3)动植物病毒。植物病毒。【案例案例1 1】(2009(2009福建理福建理综)转基因抗病香蕉的培育基因抗病香蕉的培育过程程如如图所示。所示。质粒上有粒上有PstPst、SmaSma、EcoREcoR、ApaApa等四种等四种限制限制酶切割位点。切割位点。请回答:回答:(1)(1)构建含抗病基因的表达构建含抗病基因的表达载体体A A时,应选用限制用限制酶_,对_进行切割。行切割。(2)(2
4、)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生胞的生长,欲利用欲利用该培养基培养基筛选已已导入抗病基因的香蕉入抗病基因的香蕉细胞,胞,应使基因表使基因表达达载体体A A中含有中含有_ _ _,作,作为标记基因。基因。Pst Pst EcoR EcoR 含抗病基因的含抗病基因的DNADNA、质粒粒(3)(3)香蕉香蕉组织细胞具有胞具有_,因此,可以利用,因此,可以利用组织培养培养技技术将将导入抗病基因的香蕉入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。胞培育成植株。图中中依依次表示次表示组织培养培养过程中香蕉程中香蕉组织细胞的胞的_。全能性全能性脱分化、再分化脱分化、再分化【
5、即即时巩固巩固1 1】(2010(2010江江苏)下表中列出了几种限制下表中列出了几种限制酶识别序序列及其切割位点,列及其切割位点,图1 1、图2 2中箭中箭头表示相关限制表示相关限制酶的的酶切位点。切位点。请回答下列回答下列问题:限制酶限制酶BamHHindEcoRSma识别序列及识别序列及切割位点切割位点GGATC CC CTAGGAAGCT TT TCGAAGAATT CC TTAAGCCCGGGGGGCCC(1)(1)一个一个图1 1所示的所示的质粒分子粒分子经SmaSma切割前后,分切割前后,分别含有含有_个游离的磷酸基个游离的磷酸基团。(2)(2)若若对图中中质粒粒进行改造,插入的
6、行改造,插入的SmaSma酶切位点越多,切位点越多,质粒的粒的热稳定性越定性越_。(3)(3)用用图中的中的质粒和外源粒和外源DNADNA构建重构建重组质粒,不能使用粒,不能使用SmaSma切割,原因是切割,原因是_。(4)(4)与只使用与只使用EcoREcoR相比相比较,使用,使用BamHBamH和和HindHind两种限制两种限制酶同同时处理理质粒、外源粒、外源DNADNA的的优点在于可以防止点在于可以防止_。0、2高高Sma会破坏会破坏质粒的抗性基因、外源粒的抗性基因、外源DNA中的目中的目的基因的基因质粒和含目的基因的外源粒和含目的基因的外源DNA片段自身片段自身环化化(5)(5)为了
7、了获取重取重组质粒,将切割后的粒,将切割后的质粒与目的基因片段混粒与目的基因片段混合,并加入合,并加入_酶。(6)(6)重重组质粒中抗生素抗性基因的作用是粒中抗生素抗性基因的作用是为了了_。(7)(7)为了从了从cDNAcDNA文文库中分离中分离获取蔗糖取蔗糖转运蛋白基因,将重运蛋白基因,将重组质粒粒导入入丧失吸收蔗糖能力的大失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突杆菌突变体,然后在体,然后在_的培养基中培养,以完成目的基因表达的初步的培养基中培养,以完成目的基因表达的初步检测。DNA连接接鉴别和和筛选含有目的基因的含有目的基因的细胞胞蔗糖蔗糖为唯一含碳唯一含碳营养物养物质考点二基因工程基本操作程序分析考点
8、二基因工程基本操作程序分析一、目的基因的一、目的基因的获取途径取途径1 1直接分离:从自然界已有的物种中分离,如从基因直接分离:从自然界已有的物种中分离,如从基因组文文库中中获取。取。2 2人工合成目的基因人工合成目的基因常用的方法有:常用的方法有:(1)(1)已知核苷酸序列的已知核苷酸序列的较小基因,直接利用小基因,直接利用DNADNA合成合成仪用化用化学方法合成,不需要模板。学方法合成,不需要模板。(2)(2)以以RNARNA为模板,在逆模板,在逆转录酶作用下人工合成。作用下人工合成。3 3PCRPCR技技术与与DNADNA复制的比复制的比较PCR技术技术DNA复制复制相相同同点点原理原理
9、DNA双链复制双链复制(碱基互补配对碱基互补配对)原料原料四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸条件条件模板、模板、ATP、酶等、酶等不不同同点点解旋解旋方式方式DNA在高温在高温下变性解旋下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化场所场所体外复制体外复制主要在细胞核内主要在细胞核内酶酶热稳定的热稳定的DNA聚合酶聚合酶(Taq酶酶)细胞内含有的细胞内含有的DNA聚合酶聚合酶结果结果在短时间内形在短时间内形成大量的成大量的DNA片段片段形成整个形成整个DNA分分子子二、基因表达二、基因表达载体的构建体的构建1 1基因表达基因表达载体的体的组成:启成:启动子、目的基因、子、目的基因、终止子以及止子以及标记
10、基因等。基因等。2 2基因表达基因表达载体的构建方法体的构建方法三、将目的基因三、将目的基因导入受体入受体细胞胞生物种生物种类类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方常用方法法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术CaCa2 2处理法处理法受体细受体细胞胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化过转化过程程将目的基因插将目的基因插入入TiTi质粒的质粒的TDNATDNA上上农杆农杆菌菌导入植物导入植物细胞细胞整合到整合到受体细胞的受体细胞的DNADNA表达表达将含有目的基将含有目的基因的表达载体因的表达载体提纯提纯取卵取卵(受受精卵精卵)显微注显微注射射受精卵
11、发受精卵发育育获得具有获得具有新性状的动物新性状的动物CaCa2 2处理细胞处理细胞感受态细胞感受态细胞重组表达载重组表达载体与感受态细体与感受态细胞混合胞混合感受感受态细胞吸收态细胞吸收DNADNA分子分子四、目的基因的四、目的基因的检测与与鉴定定1 1分子水平分子水平检测(1)(1)导入入检测:DNADNA分子分子杂交技交技术,即使用放射性同位素,即使用放射性同位素标记的含目的基因的的含目的基因的DNADNA片段作探片段作探针检测。2 2个体生物学水平个体生物学水平鉴定:定:对转基因生物基因生物进行抗虫或抗病的行抗虫或抗病的接种接种实验。【案例案例2 2】(2008(2008海南海南)如如
12、图为某种某种质粒表达粒表达载体体简图,小箭小箭头所指分所指分别为限制性内切限制性内切酶EcoEcoRIRI、BamBamHIHI的的酶切位点,切位点,ampampR R为青霉素抗性基因,青霉素抗性基因,tcttctR R为四四环素抗性基因,素抗性基因,P P为启启动子,子,T T为终止子,止子,oriori为复制原点。已知目的基因的两端分复制原点。已知目的基因的两端分别有包括有包括EcoEcoRIRI、BamBamHIHI在内的多种在内的多种酶的的酶切位点。切位点。据据图回答:回答:(1)(1)将含有目的基因的将含有目的基因的DNADNA与与质粒表达粒表达载体分体分别用用EcoRIEcoRI酶
13、切切,酶切切产物用物用DNADNA连接接酶进行行连接后,其中由两个接后,其中由两个DNADNA片段之片段之间连接接形成的形成的产物有物有_、_、_三种。若要从三种。若要从这些些连接物接物中分离出重中分离出重组质粒,需要粒,需要对这些些连接接产物物进行行_。目的基因目的基因载体体连接物接物载体体载体体连接物目的基因接物目的基因目的基因目的基因连接物接物分离分离纯化化(2)(2)用上述用上述3 3种种连接接产物与无任何抗物与无任何抗药性的原核宿主性的原核宿主细胞胞进行行转化化实验。之后将。之后将这些宿主些宿主细胞接种到含四胞接种到含四环素的培养基中,能素的培养基中,能生生长的原核宿主的原核宿主细胞
14、所含有的胞所含有的连接接产物是物是_ _ _;若接种到含青霉素的培养基中,能生若接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主的原核宿主细胞所含有的胞所含有的连接接产物是物是_。(3)(3)目的基因表达目的基因表达时,RNARNA聚合聚合酶识别和和结合的位点是合的位点是_,其合成的其合成的产物是物是_。(4)(4)在上述在上述实验中,中,为了防止目的基因和了防止目的基因和质粒表达粒表达载体在体在酶切后切后产生的末端生的末端发生任意生任意连接,接,酶切切时应选用的用的酶是是_。目的基因目的基因载体体连接物、接物、载体体载体体连接物接物载体体载体体连接物接物mRNAmRNA启启动子子EcoEcoRIR
15、I和和BamBamHIHI(【即即时巩固巩固2 2】(2008(2008广广东)天然天然酿酒酵母菌通常缺乏酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的分解淀粉的酶类,用作用作发酵原料的淀粉需酵原料的淀粉需经一系列复一系列复杂的的转化化过程才能被利用。研究者从某程才能被利用。研究者从某丝状真菌中状真菌中获取淀粉取淀粉酶基因并基因并转入入酿酒酵母菌,酒酵母菌,获得的得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。生酒精。请回答下列回答下列问题:(1)(1)将淀粉将淀粉酶基因切割下来所用的工具是基因切割下来所用的工具是_ _ _,用,用_ _ 将淀粉将淀粉酶基因与基因与载体拼接成新的体拼接成新的D
16、NADNA分子,下一分子,下一步将步将该DNADNA分子分子_ _ _,以完成工程菌的构建。,以完成工程菌的构建。(2)(2)若要若要鉴定淀粉定淀粉酶基因是否插入基因是否插入酿酒酵母菌,可采用的酒酵母菌,可采用的检测方法是方法是_ _ _;若要;若要鉴定淀粉定淀粉酶基因是否翻基因是否翻译成淀粉成淀粉酶,限制性核酸内切限制性核酸内切酶导入入酿酒酵母菌酒酵母菌DNADNA连接接酶DNADNA分子分子杂交交可采用可采用_ _ _检测;将;将该工程菌接种在含淀粉的固工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上,培养一定体平板培养基上,培养一定时间后,加入碘液,工程菌周后,加入碘液,工程菌周围出出现透明圈透明圈
17、,请解解释该现象象发生的原因。生的原因。_。(3)(3)如何如何进一步一步鉴定不同的定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?小?_。(4)(4)微生物在基因工程微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?域中有哪些重要作用?_。抗原抗体抗原抗体杂交交培养基中淀粉被水解的区域,培养基中淀粉被水解的区域,遇碘不再遇碘不再变蓝色,色,产生透明圈生透明圈测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精活性或酒精产量量工具工具酶主要来自微生物;主要来自微生物;最重要的目的基因供体最重要的目的基因供体库之之一;一;目的基因的目的基因的载体之
18、一;体之一;作作为受体受体细胞;胞;提供用于提供用于发酵的工程菌酵的工程菌考点一基因工程的考点一基因工程的应用成果用成果一、植物基因工程的成果一、植物基因工程的成果1 1抗虫抗虫转基因植物:主要抗虫基因有基因植物:主要抗虫基因有BtBt毒蛋白基因、蛋白毒蛋白基因、蛋白酶抑制抑制剂基因、淀粉基因、淀粉酶抑制抑制剂基因、植物凝集素基因等。抗虫基因、植物凝集素基因等。抗虫棉、抗虫番茄、抗虫烟草都已棉、抗虫番茄、抗虫烟草都已获得成功,既减少了得成功,既减少了杀虫虫剂的使的使用,又保用,又保护了了环境。境。2 2抗病毒抗病毒转基因植物:主要抗病毒的病毒外壳基因、病毒基因植物:主要抗病毒的病毒外壳基因、病
19、毒的复制的复制酶基因、抗真菌的几丁基因、抗真菌的几丁质酶基因和抗毒素合成基因。基因和抗毒素合成基因。考点整合考点整合多种抗病毒植株已培育成功并开始多种抗病毒植株已培育成功并开始进行田行田间实验、栽培。、栽培。3 3抗逆抗逆转基因植物:主要有抗基因植物:主要有抗盐碱、抗干旱的渗透碱、抗干旱的渗透压调节基因、耐寒的抗基因、耐寒的抗冻蛋白基因、抗除草蛋白基因、抗除草剂基因等,减基因等,减轻了不利了不利环境条件境条件对农业生生产造成的影响。造成的影响。4 4利用利用转基因改良植物品基因改良植物品质:主要成果有培育:主要成果有培育赖氨酸含量氨酸含量较高的玉米、耐高的玉米、耐储存的番茄、花色存的番茄、花色
20、变异的矮异的矮牵牛花等。牛花等。二、二、动物基因工程的成果物基因工程的成果 1 1提高提高动物生物生长速度:速度:导入外源生入外源生长激素基因、培育激素基因、培育转基基因因绵羊和羊和转基因基因鲤鱼。2 2改善畜改善畜产品的品品的品质:如:如导入入肠乳糖乳糖酶基因,生基因,生产低乳糖低乳糖乳汁。乳汁。3 3用用转基因基因动物生物生产药物:利用乳腺反物:利用乳腺反应器生器生产抗凝血抗凝血酶、血清白蛋白、生、血清白蛋白、生长激素等医激素等医药产品。品。4 4用用转基因基因动物作器官移植的供体:利用基因工程抑制物作器官移植的供体:利用基因工程抑制抗原决定簇基因的表达或除去抗原决定基因,培育出没有免疫抗
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基因工程 练习 57341
限制150内