基因工程一轮复习ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基因工程一轮复习ppt课件,1,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键,结果,连接_,连接黏性末端,功能,T,4,噬菌体,_,来源,T,4,DNA连接酶,E,coli,DNA连接酶,常用类型,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键结果连接_,2,3载体,(1)作用：,作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内；,利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。,(2)具备的条件：,能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；,有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；,具有特殊的标记基因，以便进行筛选。,(3)种类：,质粒：,一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子；,噬菌体,动、植物病毒,3载体,3,一、基因工程的基本工具判断正误,(1)限制酶只能用于切割目的基因。(),(2)限制酶切割DNA分子具有特异性。(),(3)限制酶切割DNA后可产生黏性末端和平末端两种类型(),(4)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。(),(5)Ecoli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。(),(6)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。(),(7)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。(),一、基因工程的基本工具判断正误,4,1与DNA重组技术相关的酶,(1)几种酶的比较：,种类,项目,限制酶,DNA连接酶,DNA聚合酶,解旋酶,作用底物,DNA分子,DNA分子片段,脱氧核苷酸,DNA分子,作用部位,磷酸二酯键,磷酸二酯键,磷酸二酯键,碱基对间的氢键,DNA重组技术的基本工具,1与DNA重组技术相关的酶种类限制酶DNA连接酶DNA聚合,5,种类,项目,限制酶,DNA连接酶,DNA聚合酶,解旋酶,作用,特点,切割目的基因及载体，能专一性识别双链,DNA,分子的某种特定的核苷酸序列，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,将双链,DNA,片段,“,缝合,”,起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上,将,DNA,两条链之间的氢键打开,作用,结果,形成黏性末端或平末端,形成重组,DNA,分子,形成新的,DNA,分子,形成单链,DNA,分子,种类限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用切割目的基因及载,6,(2)限制酶与DNA连接酶的关系：,限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。,DNA连接酶起作用时不需要模板。,(2)限制酶与DNA连接酶的关系：,7,基因工程一轮复习ppt课件,8,【关键一点】,(1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。,(2)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。,(3)为使目的基因与载体形成相同的DNA片段末端以便连接，通常使用同一种限制酶将二者切割，但如果不同限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系时，则两末端也可连接。,【关键一点】,9,典例1,(2010江苏高考),下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：,限制酶,Bam,H,Hind,Eco,R,Sma,识别序列及切割位点,GGATCC,CCTAGG,AAGCTT,TTCGAA,GAATTC,CTTAAG,CCCGGG,GGGCCC,典例1(2010江苏高考)下表中列出,10,(1)一个图1所示的质粒分子经,Sma,切割前后，分别含有_个游离的磷酸基团。,(2)若对图中质粒进行改造，插入的,Sma,酶切位点越多，质粒的热稳定性越_。,(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用,Sma,切割，原因是_。,(1)一个图1所示的质粒分子经Sma切割,11,(4)与只使用,Eco,R相比较，使用,Bam,H和,Hind,两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_。,(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入_酶。,(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_。,(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。,(4)与只使用EcoR相比较，使用BamH,12,答案,(1)0、2(2)高,(3),Sma,会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因,(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,(5)DNA连接,(6)鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞,(7)蔗糖为唯一含碳源,答案(1)0、2(2)高,13,二、基因工程的操作程序,基因文库,PCR技术,启动子,标记基因,二、基因工程的操作程序基因文库PCR技术启动子标记基因,14,1基因工程的操作程序分析,(1)目的基因的获取途径：,从自然界现有的物种的细胞中分离出来,，如从基因文库（cDNA文库）中获取。,人工合成目的基因：,常用的方法有,反转录法,和,化学合成法,。,利用PCR技术扩增目的基因：,通过PCR技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。,基因工程的基本操作程序及与蛋白质工程的比较,1基因工程的操作程序分析基因工程的基本操作程序及与蛋白质工,15,PCR技术：是利用DNA复制的原理,PCR循环,PCR技术：是利用DNA复制的原理PCR循环,16,高温,变性,中温,延伸,低温,复性,PCR,9095,5560,7075,高温变性中温延伸低温复性PCR9095556070,17,(2)基因表达载体的构建：,【关键一点】,(1)插入的目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子，之后需有终止子。,(2)两次使用的限制酶为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。,(2)基因表达载体的构建：【关键一点】,18,农杆菌转化法,花粉管通道法,显微注射,农杆菌转化法花粉管通道法显微注射,19,(3)将目的基因导入受体细胞,(,转化,)：,生物种类,植物细胞,动物细胞,微生物细胞,常用方法,农杆菌转化法,显微注射技术,感受态法,受体细胞,体细胞,受精卵,原核细胞,转化过程,将目的基因插入,Ti,质粒的T-DNA上,农杆菌,导入植物细胞,整合到受体细胞的DNA上,表达,将含有目的基因的表达载体提纯,取卵,(,受精卵),显微注射,受精卵发育,获得具有新性状的动物,Ca,2,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DNA分子,受体是植物细胞时，还可以用,花粉管通道法、基因枪法,(3)将目的基因导入受体细胞(转化)：生物种类植物细胞动物细,20,基因工程一轮复习ppt课件,21,DNA分子杂交,DNA-RNA,分子杂交,抗原抗体杂交,个体生物学水平,DNA分子杂交DNA-RNA抗原抗体杂交个体生物学水平,22,(4)目的基因的检测与鉴定：,类型,检测内容,方法,结果显示,分子水平检测,导入检测,目的基因是否进入受体细胞,DNA分子杂交(DNA和DNA之间),杂交带,转录检测,目的基因是否转录出,mRNA,分子杂交,(DNA,和mRNA之间),杂交带,翻译检测,目的基因是否翻译成蛋白质,抗原抗体杂交,杂交带,个体生物学水平检测,包括做抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；对基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能活性是否相同等,(4)目的基因的检测与鉴定：类型检测内容方法结果显示分子水平,23,基因工程一轮复习ppt课件,24,2基因工程与蛋白质工程的比较,项目,区别,与联系,蛋白质工程,基因工程,区别,过程,预期蛋白质功能,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列,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,实质,定向改造或生产人类所需的蛋白质,定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品,2基因工程与蛋白质工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别过程,25,蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程；,基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造,联系,只能生产自然界已有的蛋白质,可生产自然界没有的蛋白质,结果,区别,基因工程,蛋白质工程,项目,区别,与联系,蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程；联,26,1,2014天津卷,嗜热土壤芽胞杆菌产生的葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：,.利用大肠杆菌表达BglB酶,(1)PCR扩增,bglB,基因时，选用_基因组DNA作模板。,(2)下图为质粒限制酶酶切图谱。,bglB,基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的,bglB,基因重组进该质粒，扩增的,bglB,基因两端需分别引入_和_不同限制酶的识别序列。,(3)大肠杆菌不能降解纤维素，,但转入上述构建好的表达载体,后则获得了降解纤维素的能力，,这是因为_。,注：图中限制酶的识别序列及切割,形成的黏性末端均不相同,【高考随堂体验】,12014天津卷 嗜热土壤芽胞杆菌产生的葡萄糖苷,27,.温度对BglB酶活性的影响,(4)据图1、2可知，80,保温30分钟后，BglB酶会_；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在_(单选)。,A50,B60,C70,D80,图1温度对BglB酶活性的影响,图2BglB酶的热稳定性,.温度对BglB酶活性的影响图1温度对BglB酶活性的影,28,注：酶的热稳定性是酶在一定温度下，保温一段时间后通过其活性的保持程度来反映的,.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性,在PCR扩增,bglB,基因的过程中，加入诱变剂可提高,bglB,基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。,(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中_,(多选)。,A仅针对,bglB,基因进行诱变,B,bglB,基因产生了定向突变,C,bglB,基因可快速累积突变,D,bglB,基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变,【答案】,(1)嗜热土壤芽胞杆菌 (2),Nde,Bam,H,(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶,(4)失活B (5)A、C,注：酶的热稳定性是酶在一定温度下，保温一段时间后通过其活性的,29,2,2014新课标全国卷,植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：,(1)理论上，基因组文库含有生物的_基因；而cDNA文库中含有生物的_基因。,(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中_出所需的耐旱基因。,(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物_的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的_，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的_是否得到提高。,(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31时，则可推测该耐旱基因整合到了_(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。,全部,部分,筛选,乙,表达产物,耐旱性,同源染色体的一条上,2 2014新课标全国卷植物甲具有极强的耐旱性，其,30,36,2014山东卷,人组织纤溶酶原激活物(,htPA,)是一种重要的药用蛋白，可在转,htPA,基因母羊的羊乳中获得。流程如下：,(1),htPA,基因与载体用_切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，