最新人教版 选修三生物：专题1《基因工程》专题归纳ppt课件

该方法是根据碱基互补配对原则， 把互补的双链DNA解开，把单链的DNA 小片段用同位素、荧光分子或化学发 光剂等进行标记，之后同被检测的DNA 中的同源互补序列杂交，从而检出所 要查明的DNA或基因。
目的基因的检测示意图
检测目的基因是否转录出了mRNA
过程:用上述探针和转基因生物的 mRNA杂交，若出现杂交带，表明目 的基因转录出了mRNA.
为具有新性状的动物
Ca2＋
微生 物细
胞
处理 增大 细胞 壁通
原核 细胞 或酵 母菌
透性
用Ca2＋处理细胞→感受 态细胞→重组表达载体 DNA分子与感受态细胞 混合→感受态细胞吸收
4.目的 基因的 检测与 鉴定
1.3 应用
一、基因工程的应用、安全性和生物武器 1．基因工程的应用 (1)动物:提高生长速度从而提高产品产量; 改善畜产品品质;生产药物;器官移植供体等 (2)植物:抗虫植物、抗病植物和抗逆植物; 利用转基因改良植物的品质. (3)基因诊断:采用基因检测的方法来判断患 者是否出现了基因异常或携带病原体。 (4)基因治疗:指利用正常基因置换或弥补缺 陷基因的治疗方法.
中心法则
复 制
DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质
逆转录
蛋白质工程与基因工程的比较
项目 蛋白质工程
基因工程
预期蛋白质功
能→设计蛋白 目的基因的获取
质结构→推测 →基因表达载体
区 过 氨基酸序列→ 的构建→将目的
别
程
推测脱氧核苷 基因导入受体细 酸序列→合成 胞→目的基因的
DNA→表达 检测与鉴定
出蛋白质
D.多次重复.
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术
DNA复制

区分下列DNA末端是黏性末端还是平 末端，并回答哪些能用DNA连接酶连 接起来？
（3）运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
为什么 要具备 这些条件
②具备的条件： 能在宿主细胞内复制，并稳定地保存 有多个限制酶切点，与外源基因连接。 具有某些标记基因， 便于进行筛选 对受体细胞无害
③举例：质粒（常用）、噬菌体 和动植物病毒。
获取目的基因的方法：1.从基因中获取目的基因。2.利用PCR技术合成DNA
PCR:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的某
些特性为原理设计的. 前提条件是必须对目的基因有一定的了解，需 要设计引物。
3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录）
4. 根据已知的氨基生物不同基因的许多 DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体 菌因可以
2.利用PCR技术合成DNA
（1）以DNA 片段作模板，在 90℃ 高温下，分开成 为单链DNA。
高温的作用是？
（2）以DNA 小段寡聚核苷酸做引物，在 50℃ 的温度 下，找到可以配对的正链和负链，形成互补结合。 （3）在 70℃ 高温下，合成一条与模板 DNA 单链（正 链或负链）互补结合的DNA新链。
质粒是独立于细菌拟核之外的双链 环状DNA分子，具有以下主要特点： 1、能自我复制并在受体细胞中稳定存在 2、有一个或多个限制酶切点 3、有特殊的遗传标记基因 注意：真正用作运载体的质粒都 是人工改造过的。
大肠杆菌及质粒载体结构模式图
有标记基因的存 在，将来可用含 青霉素的培养基 鉴别。
有切割位点
1、原核细胞的基因与真核细胞的基因相比， 主要的区别有 ①所含核苷酸的数目 ②基本组成单位 ③基本功能 ④非编码区的结构 ⑤编码 区的结构 A．①⑤ B．②③ C．④⑤ D．①③ 2、大肠杆菌和酵母菌细胞内各有一种蛋白质 都是由10个氨基酸组成，那么控制蛋白质白 质合成的基因，其组成的脱氧核苷酸数是 A．大肠杆菌的多 B．酵母菌的多 C．两者一样多 D．无法确定

1.限制性核酸内切酶 ——“分子手术刀”
（1）来源：原核生物。 （2）特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷 酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间 的磷酸二酯键断开。 （3）切割后的形式：黏性末端和平末端。 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两 条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它 识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。
GAATTC
C T T A AG
（黏性末端）
（黏性末端）
CCC GGG GGG CCC
（平末端）
（平末端）
1.限制酶所识别的序列有什么特点？
限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4 个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧 的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。
中轴线
1.根据你所掌握的知识，你能分析出 限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？
2.为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA?
迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细 菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定 的碱基序列。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微 生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可以 将外源入侵的DNA降解掉。生物在长期演化过程中，含有某种 限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别 切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱 基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种 限制酶，也不会使自身的DNA被切断， 并且可以防止外源DNA 的入侵。
2.DNA连接酶——“分子缝合针”
（1）作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸 之间的磷酸二酯键。
（2）种类： ①E·coliDNA连接酶━只能将双链DNA片段互补 的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平 末端之间进行连接。 ②T4DNA连接酶━既可以“缝合”双链DNA片段 互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的 平末端。但连接平末端的效率比较低。

联系与区别？
一、基因操作的工具
3.基因的运输工具—运载体
要将外源基因送入受体细胞，还需要有专门的运输工 具，就是运载体。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生 物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分 子。
(1)作用： 将外源基因送入受体 细胞
(2)种类： 质粒、噬菌体和动、 植物病毒等
注意：质粒的存在与否对宿主细胞 生存没有决定性的作用。
a.E·coliDNA连接酶： 从大肠杆菌中分离得到的， 只能连接互补的黏性末端， 不能连接平末端。
b.T4DNA连接酶：
从T4噬菌体中分离出来的， 既能连接互补的黏性末端， 又能连接平末端，但连接 平末端的效率比较低。
思考: 用D几个磷酸二酯键？
2个
思考: DNA连接酶和DNA聚合酶有什么
基因工程的基本程序是：（1）获得目的基因（外源DNA片段）
（2）将目的基因连接到载体上，得杂化载体；（3）将杂化载体 （环状的DNA）引入宿主细胞（受体细胞），使目的基因及载体上 其它基因得以转录和翻译。
（一）提取目的基因的途径
从供体细胞的DNA中 直接分离基因 方法：鸟枪法 （1）鸟枪法的过程：
黏性末端的碱基之间形成氢键，这 样就真的合成重组的DNA分子了?
运载体的基因
CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT
目的基因 ACGAATTCCGTAG AATTCCCATT TGCTTAAGGCATCTTAA GGGTAA
被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏 性末端，碱基能够通过互补进行配对。
基因工程的 别名
基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
剪切