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基因工程蛋白质工程ppt课件

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基因工程和蛋白质工程课件

基因工程和蛋白质工程课件

基因重组技术
分子杂交
利用DNA分子的变性、复性和杂交的特性，将不同来源的DNA分 子进行杂交，以获得所需的重组DNA分子。
聚合酶链式反应（PCR）
一种在体外扩增DNA分子的技术，通过特定的引物和DNA聚合酶 ，在DNA模板上进行半保留性复制，获得大量的DNA分子。
基因装配
将通过分子杂交和PCR等技术获得的DNA片段进行组装，构建完 整的基因表达载体。
01
发展速度快
02
突破不断
03
前景广阔
基因工程和蛋白质工程技术近年来得 到了快速发展，涉及的研究领域不断 扩大，技术手段日益丰富。
随着技术的进步，基因工程和蛋白质 工程在突破一个个科学难题，解决了 一些长期困扰人们的难题，如某些疾 病的治疗和预防等。
基因工程和蛋白质工程技术的发展前 景非常广阔，未来有望在各个领域发 挥重要作用，如生物医药、农业、环 保等。
蛋白质工程的应用领域
医药领域
蛋白质工程在医药领域的应用主 要包括新药研发、疾病诊断和治 疗等。例如，通过蛋白质工程技 术，可以设计和优化药物分子， 提高药物的疗效和降低副作用。
农业领域
蛋白质工程在农业领域的应用主 要包括作物改良、动物育种和疫 苗研发等。例如，通过蛋白质工 程技术，可以改善作物的抗逆性 、提高产量和优化品质。
离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等。
蛋白质表达量的影响因素
基因拷贝数、转录和翻译的效率等。
蛋白质修饰与改造
蛋白质修饰类型：磷 酸化、糖基化、羟基 化等。
修饰与改造对蛋白质 功能的影响：调节蛋 白质活性、稳定性等 。
蛋白质改造方法：定 点突变、基因敲除、 基因融合等。
蛋白质结构解析与设计
蛋白质结构类型

第十六章基因工程和蛋白质工程简介ppt课件

第十六章基因工程和蛋白质工程简介ppt课件
反应混合物
ddG ddG ddG ddG
较大片段
凝胶电泳 ACT G
较小片段
读出模板 互补序列
3´
5´
G A C T G A A G C T G T T
读出待测 序列
C T G A C T T C G A C A A
5´
3´
DNA的测序仪示意图
computer analysis
蛋白质工程首先是以蛋白质的结构为基础，通过蛋白质一级 结构、晶体结构和溶液构象的研究，积累成千上万蛋白质一级 结构和高级结构的数据资料，然后按照蛋白质形成的规律，经 周密的分子设计，改造蛋白质或构建新的蛋白质。
研究得多，取得成果最显著的是生物技术药（激素、细胞 因子、酶、酶的激活剂、受体和配体、细胞毒素和杀菌肽以 及抗体等）和工业用酶的蛋白质工程。
在广泛利用自然界存在的各种蛋白质的过程中发现。这些蛋 白质只是适应生物自身的需要，而对于它们的产业化开发往往 并不合意，需要加以改造。1983年美国基因公司的Ulmer首先提 出蛋白质工程这个名词，它是指按照特定的需要，对蛋白质进 行分子设计和改造的工程。自此之后，蛋白质工程迅速发展， 生物工程的重要组成部分。
GGC
3´
5´
A
T
G
C
T
A
T
A
读出模板 G 读出模板 C
互补序列 C 序列 G
T
A
A
T
C
G
C
G
5´
3´
5´ CTGACTTCGACAAAGAA 3´未知序列的单链DNA TGTT 放射性标记的引物
DNA的 Sanger 测序法 (酶法)
Klenow酶 dNTP
ddATP ddCTP ddTTP ddGTP

基因工程的应用蛋白质工程ppt课件

基因工程的应用蛋白质工程ppt课件
基因工程的应用 蛋白质工程
PPT学习交流
1
项目
具体应 用
目的基因
作用
受体生 物
备注
①抗虫但不
抗虫转 基因植 植物 物 基因 工程 常用 的目
抗虫基因：Bt 毒蛋白基因、 蛋白酶抑制剂 基因、淀粉酶 抑制剂基因、 植物凝集素基 因
抗虫：Bt毒蛋白水 解成多肽与肠上皮 细胞结合，形成穿 孔，细胞肿胀裂解 致死；两种抑制剂 棉花、 分别抑制相应酶活 水稻、 性，影响消化；植 玉米等 物凝集素为糖蛋白， 与肠黏膜结合，影 响营养物质的吸收 和利用
PPT学习交流
5
• 1．概念
•
蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构
和生物活性之间的关系，a按照人类自身的需
要，利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码
序列或直接对蛋白质进行有目的的改造，从
而创造出自然界本不存在的、具有优良特性
的蛋白质分子。
PPT学习交流
6
• 2．过程
•
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结
•
(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其
作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因
导入大豆细胞常用的方法是________。请简
述获得转基因植株的完整过程。
PPT学习交流
14
•(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有 植酸酶基因的重组质粒通过________转入猪的受精 卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过________ 方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
•_________________________________________ _______________________________。
•尝试自解：________

《蛋白质工程》课件

《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。

基因工程及蛋白质工程 (共53张PPT)

基因工程及蛋白质工程 (共53张PPT)

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10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。15:51:3415:51:3415:518/26/2021 3:51:34 PM
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11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。21.8.2615:51:3415:51Aug-2126-Aug-21
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17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午3时51分34秒下午3时51分15:51:3421.8.26
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You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
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基因操作的工具
2.基因的针线—DNA连接酶
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14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月26日星期四下午3时51分34秒15:51:3421.8.26
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15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月下午3时51分21.8.2615:51August 26, 2021
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16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021年8月26日星期四3时51分34秒15:51:3426 August 2021
同一种限制酶处理
一个切口 两个黏性末端
两个切口 获得目的基因
DNA连接酶 重组DNA分子（重组质粒）
步骤二：基因表达载体的构建 基因表达载体的组成：
步骤二：基因表达载体的构建
注意
①载体与表达载体的区别： 二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段。表达载体在 载体基础上增加了目的基因动子 （具有启动作用的DNA片段）

基因工程蛋白质工程ppt课件

基因工程蛋白质工程ppt课件
(2)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞) 没有碱基互补配对现象。
(3)原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传 物质相对较少。 (4)转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用
(1)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使__目__的__基__因__在__受_ _体__细__胞__中__稳__定__存__在__，__能__遗__传__给__后__代__，__并__表__达__和__发__挥__作__用___。 (2)限制酶 EcoRⅠ的识别序列和切割位点是—G↓AATTC—， SmaⅠ的识别序列和切割位点是—CCC↓GGG—。图中目的基 因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应
考点一 基因工程的概念和基本工具
二、DNA 重组技术的基本工具
1．限制性核酸内切酶(简称： 限制酶 ) (1)来源：主要是从 原核 生物中分离纯化出来的。 (2)作用：识别特定的 核苷酸序列 并切开相应两个核苷酸之 间的 磷酸二酯键。 (3)结果：产生 黏性末端 或平末端。
考点一 基因工程的概念和基本工具
(1) 限 制 酶 和 DNA 连 接 酶 的 作 用 部 位 相 同 吗？ 相同 。 (2)DNA 连接酶起作用时是否需要模板？ 不需要 。
考点一
基础回扣 要点探究 命题设计 技法提炼 返回
考点一 基因工程的概念和基本工具
易错警示
巧辨基因工程操作基本工具的 8 个易错点 (1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件， 高温、强酸或强碱均易使之变性失活。 (3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相 同的黏性末端。 (4)将一个基因从 DNA 分子上切割下来，需要切两处，同时产生 4 个黏性末端。 (5)不同 DNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同 一个 DNA 分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。

蛋白质工程(最终)ppt课件

蛋白质工程(最终)ppt课件
蛋白质改造—不可遗传） （2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要 容易操作，难度要小得多。
精品ppt
8
某多肽链的一段氨基酸序列是：
……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……
丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG
色氨酸：UGG
赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC
问题2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？
(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？能否说出你的理 由？)
精品ppt
7
答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对 天然蛋白质改造，主要原因如下： （1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的， 改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改 造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质 直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白 质分子还是无法遗传的。 （基因改造—可遗传；
回顾：
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，后者产生它本不能 产的 蛋白质 ，进而表现 出 新的性状 。
精品ppt
1
基因工程 的成果
精品ppt
2
基因工程的局限性：
基因工程在原则上只能生产 自然界已存在的蛋白质。
这些蛋白质的结构和功能符合 特定物种生存的需要，却不一定完 全符合人类生产和生活的需要。
是（ Ｄ ）
Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构
C．肽链结构
D．基因结构
精品ppt
17
2、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据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A.①→②→③→④ B.④→②→①→③ C. ③→①→④→② D.③→④→①→②
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因缺陷的细胞中，以表达 临床实验
治 表达
出正常性状来治疗
疗
基 碱基 制作特定 DNA 探针与病 因 互补 人样品 DNA 混合，分析杂 临床应用 诊 配对 交带情况
断
考点二 基因工程的操作与应用
易错警示
规避与基因工程操作有关的 7 个失分点 (1)目的基因的插入位点不是随意的：基因表达需要启动 子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终 止子之间的部位。
（4）目的基因的检测和鉴定
是否出现 杂交带
是否出现 是否出现 杂交带 杂交带
是否抗虫； 是否抗病
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用
2．探究目的基因导入不同受体细胞的过程
生物种类 植物
动物
微生物
农杆菌 显微注射 感受态细
常用方法
转化法 技术
胞法
பைடு நூலகம்体细胞或
受体细胞
受精卵
受精卵
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用基因 PCR启动子标记基因
农杆菌转化法 花粉管通道法
显微注射
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用
DNA 分子杂交 分子杂交 抗原—抗体杂交 个体生物学水平
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用
原核细胞
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用
转化过程
将目的基因插 将含有目的
Ca2＋处理细胞
入到 Ti 质粒 基因的表达
→感受态细胞
的 T-DNA 上 载体提纯→
→重组表达载
→农杆菌→导 取卵(受精
体 DNA 分子
入植物细胞→ 卵)→显微注
与感受态细胞
整合到受体细 射→受精卵
考点一 基因工程的概念和基本工具
二、DNA 重组技术的基本工具
1．限制性核酸内切酶(简称： 限制酶 ) (1)来源：主要是从 原核 生物中分离纯化出来的。 (2)作用：识别特定的 核苷酸序列 并切开相应两个核苷酸之 间的 磷酸二酯键。 (3)结果：产生 黏性末端 或平末端。
考点一 基因工程的概念和基本工具
考点一
基础回扣 要点探究 命题设计 技法提炼 返回
考点一 基因工程的概念和基本工具
技法提炼 与DNA有关的酶的比较
限制酶
作用底物 DNA 分子
DNA 连接酶 DNA 片段 DNA 聚合酶 脱氧核苷酸 DNA 解旋酶 DNA 分子
DNA(水解)酶 DNA 分子
作用部位 磷酸二酯键
磷酸二酯键 磷酸二酯键
二、DNA 重组技术的基本工具 2．DNA 连接酶
(1) 种 类 ： 按 来 源 可 分 为 E·coli DNA 连 接 酶
和 T4DNA 连接酶。
(2)作用：将双链 DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶切
开的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键。
考点一 基因工程的概念和基本工具
3．载体 (1)种类： 质粒 、λ 噬菌体的衍生物、动植物病
考点一 基因工程的概念和基本工具
一、基因工程的概念
1．供体：提供 目的基因。 2．操作环境： 体外。 3．操作水平： 分子 水平。 4．原理： 基因重组 。
5．受体：表达目的基因。
6．本质：性状在 受体 体内的表达。 7．优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状 。
考点一
基础回扣 要点探究 命题设计 技法提炼 返回
毒等。
能自我复制
(2)质粒的特点 有一个至多个 限制酶切割位点 有特殊的 标记基因
(3)载体需具备条件：
条件 稳定并能自我复制
意义
目的基因稳定存在且数量
有一个至多个限制酶切割位点 携带外源基因进入受体细胞
具有特殊的标记基因
便于重组 DNA 的鉴定和选择
考点一 基因工程的概念和基本工具
1．下图为限制酶和 DNA 连接酶的关系，据图回答：
混合→感受态
胞染色体的 发育→获得
细胞吸收 DNA
DNA 上→表 具有新性状
分子
达
的动物
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用
2．应用：培育转基因植物和 转基因动物 ，生产基因工程药 物，进行 基因 治疗。
基因治疗与基因诊断的不同点
原理
操作过程
进展
基 因
基因
利用正常基因 导入有基
碱基对间 的氢键
磷酸二酯键
形成产物 黏性末端或
平末端 重组 DNA
分子 子代 DNA 形成脱氧核 苷酸单链 游离的脱氧
核苷酸
考点一
基础回扣 要点探究 命题设计 技法提炼 返回
考点二 基因工程的操作与应用
1．操作步骤：获取目的基因→ 构建基因表达载体 → 将目 的基因导入受体细胞 → 目的基因的检测与鉴定 。
考点一
基础回扣 要点探究 命题设计 技法提炼 返回
考点一 基因工程的概念和基本工具
易错警示
(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标 记基因，以便进行检测。 (7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不 同。基因工程中的载体是 DNA 分子，能将目的基因导入 受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。 (8)基因工程中有 3 种工具，但工具酶只有 2 种。
(2)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞) 没有碱基互补配对现象。
(3)原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传 物质相对较少。 (4)转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
考点二
基础回扣
要点探究
命题设计
返回
考点二 基因工程的操作与应用
(1)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使__目__的__基__因__在__受_ _体__细__胞__中__稳__定__存__在__，__能__遗__传__给__后__代__，__并__表__达__和__发__挥__作__用___。 (2)限制酶 EcoRⅠ的识别序列和切割位点是—G↓AATTC—， SmaⅠ的识别序列和切割位点是—CCC↓GGG—。图中目的基 因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应
(1) 限 制 酶 和 DNA 连 接 酶 的 作 用 部 位 相 同 吗？ 相同 。 (2)DNA 连接酶起作用时是否需要模板？ 不需要 。
考点一
基础回扣 要点探究 命题设计 技法提炼 返回
考点一 基因工程的概念和基本工具
易错警示
巧辨基因工程操作基本工具的 8 个易错点 (1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件， 高温、强酸或强碱均易使之变性失活。 (3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相 同的黏性末端。 (4)将一个基因从 DNA 分子上切割下来，需要切两处，同时产生 4 个黏性末端。 (5)不同 DNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同 一个 DNA 分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。