選修三專題一基因工程復(fù)習(xí)課件

基因工程概念

基因工程是指按照人們的意愿，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)。

基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平新生物類型、生物產(chǎn)品剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組基因工程相關(guān)要點(diǎn)黏性末端黏性末端

1.限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI一、基因工程的基本工具來源：原核生物作用特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定核苷酸序列（反向?qū)ΨQ重復(fù)排列），切割特定切點(diǎn)（磷酸二酯鍵）。結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端（EcoRI）（堿基互補(bǔ)配對(duì)）或平末端（SmaI）。1、限制性核酸內(nèi)切酶----“分子手術(shù)刀”

2.DNA連接酶——“分子縫合針”1)種類：2)作用部位：E·coliDNA連接酶（黏性末端）T4DNA連接酶

（黏性末端和平末端）磷酸二酯鍵

DNA連接酶可把平末端或黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即相當(dāng)于把梯子兩邊的扶手的斷口連接起來，這樣一個(gè)重組DNA分子就形成了。對(duì)比DNA聚合酶①具有1至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入②在受體細(xì)胞中能復(fù)制并穩(wěn)定保存③具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇④對(duì)宿主細(xì)胞無害作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。常用載體：擬核外環(huán)狀DNA（質(zhì)粒）其他種類：λ噬菌體衍生物和動(dòng)植物病毒條件：3.分子運(yùn)載車——載體質(zhì)粒——細(xì)菌擬核DNA之外結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。二、基因工程基本操作的四個(gè)步驟1、目的基因的獲取2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4、目的基因的檢測(cè)與鑒定小大無有無有某生物的部分基因某生物的全部基因可以部分可以⑴基因組文庫與cDNA文庫的構(gòu)建⑵利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（二）基因表達(dá)載體構(gòu)建1、基因表達(dá)載體由________、______

______、_______、

四部分組成。目的基因啟動(dòng)子標(biāo)記基因終止子2、啟動(dòng)子作用：3、標(biāo)記基因的作用：RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的“開關(guān)”。鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從普通細(xì)胞中篩選出含目的基因的受體細(xì)胞（1）用一定的_________切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切口，露出____________。（2）用_______________切斷目的基因，使其產(chǎn)生

____________。（3）將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的______處，再加入適量___________，形成了一個(gè)重組DNA分子（重組質(zhì)粒）限制酶黏性末端同一種限制酶相同的黏性末端切口DNA連接酶重組質(zhì)粒形成過程:轉(zhuǎn)化:目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（雙子葉植物、裸子植物）基因槍法（單子葉植物）花粉管通道法顯微注射技術(shù)：目的基因表達(dá)載體提純→取卵（受精卵）→顯微注射→受精卵發(fā)育→新性狀動(dòng)物用Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞

原核生物繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少，故早期常作為受體細(xì)胞。大腸桿菌細(xì)胞用Ca2+處理感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體DNA溶于緩沖液混合導(dǎo)入⑴分子水平檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因：方法——DNA分子雜交(探針與基因組DNA)②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA：方法——分子雜交（探針與生物體mRNA）③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：方法——抗原—抗體雜交(生物中蛋白質(zhì)與抗體)⑵個(gè)體水平鑒定（性狀）抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定分子探針：同位素標(biāo)記的目的基因的單鏈1、植物基因工程成果2、動(dòng)物基因工程成果抗蟲轉(zhuǎn)基因植物（抗蟲棉）抗病轉(zhuǎn)基因植物（病毒外殼蛋白基因）抗逆轉(zhuǎn)基因植物（抗性基因）改良植物品質(zhì)（營(yíng)養(yǎng)、實(shí)用、觀賞價(jià)值）提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度（外源生長(zhǎng)激素基因）改善畜產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)藥物（乳腺生物反應(yīng)器）做器官移植供體（導(dǎo)入調(diào)節(jié)因子，避免排異反應(yīng)）基因工程藥物（轉(zhuǎn)基因工程菌生產(chǎn)抗體、細(xì)胞因子等）3、基因診斷:用放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的