课标人教版选修三第一讲基因工程.pptVIP

知识内容 考纲要求 1 基因工程的诞生 Ⅰ 2 基因工程的原理及技术 Ⅱ 3 基因工程的应用 Ⅱ 4 蛋白质工程 Ⅰ 5 DNA的粗提取与鉴定 参考考试目标与要求 1.基因工程的工具 (1)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 DNA连接酶 DNA聚合酶 作用实质 都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键 是否需模板 不需要 需要 连接 DNA链 双链 单链 作用过程 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羟基上，形成磷酸二酯键 作用结果 将存在的DNA片段连接成重组DNA分子 合成新的DNA分子 (2)载体 ①具备条件： a．对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。 b．具标记基因。能对重组DNA是否进入受体细胞进行鉴定。 c．能自我复制。通过复制进行基因扩增，否则可能会使重组DNA丢失。 d．具有一个或多个限制酶切点，供外源基因插入其中。 ②常用载体——质粒：裸露的，结构简单且独立于细菌染色体DNA之外的，具有自我复制能力的小型环状DNA分子。 2.基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取途径 ①直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取。 ②人工合成目的基因 常用的方法有： a．已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。 b．以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。 c．利用PCR技术获得。 PCR技术与DNA复制的比较 PCR技术 DNA复制 相同点 原理 DNA双链复制(碱基互补配对) 原料 四种游离的脱氧核苷酸 条件 模板、酶等 PCR技术 DNA复制 不 同 点 解旋方式 DNA在高温 下变性解旋 解旋酶催化 场所 体外复制 主要在细胞核内 酶 热稳定的DNA 聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合酶 结果 在短时间内形成 大量的DNA片段 形成整个 DNA分子 (2) 基因表达载体的构建——重组质粒的构建 ①表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。 ②基因表达载体的构建 (3) 将目的基因导入受体细胞——转化 ①受体种类不同， 导入方法不同 植物：农杆菌转化法、基因 枪法、花粉管通道法 动物：显微注射法 微生物：感受态细胞法 ②受体种类不同，所用的受体细胞种类也不相同。 植物：可以是卵细胞(受精卵)、体细胞(可经组织培养成为完整个体)。 动物：受精卵(因为体细胞的全能性受到限制)。 ③转化实质：目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。 (4) 目的基因的检测与鉴定 ①导入检测：DNA分子杂交法(使用DNA探针)。 ②表达检测 转录检测：分子杂交法检测mRNA 翻译检测：免疫法，提取蛋白质用相 应的抗体进行抗体——抗原杂交 ③个体生物学水平鉴定：如对转基因作物进行抗虫或 抗病等的接种实验。 ①切割质粒和目的基因的限制酶必须是同一种酶，以获得 相同的黏性末端，利于重组质粒的构建。 ②插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序 列，因而用作载体的质粒的插入部位前须有启动子，后 须有终止子。 ③在整个工程中，只有第三步将目的基因导入受体细胞过 程中不发生碱基互补配对，其他步骤均发生配对。 3．基因工程的应用 (1)乳腺生物反应器与微生物生产的比较 　类型 项目　　 乳腺生物反应器 微生物生产 基因结构 动物基因结构与人类基因结构相同 与人类基因结构不同 基因表达 与天然蛋白质活性没有区别 由于缺少内质网、高尔基体等细胞器，产物可能不具有生物活性 产物提取 从乳汁中较易分离提取 从细胞中提取，较为复杂 生产设备 畜牧业生产，加提取设备 工业生产，设备精良 乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。 (2)基因治疗 项目 类型　　 外源基因类型及举例 过程 特点 成果举例 体外基 因治疗 腺苷酸脱 氨酶基因 ①从病人体内获得某 种细胞 ②细胞培养 ③体外完成基因转移 ④筛选并扩增培养⑤ 重新输入患者体内 操作复杂，但成功率高 治疗复合型免疫缺陷症 项目 类型　　 外源基因类型及举例 过程 特点 成果举例 体内基因治疗 治疗遗传性囊性纤维化病的基因 外源基因→载体携带 体内相应组织细胞 操作简单，成功率低 治疗遗传 性囊 性纤 维化病 转移 (2010·温州质检)下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如下图，已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamHI或EcoRI或PstI的酶切位点。现用BamHI和EcoRI两种酶同时切割该DNA片段(假设所用的酶均可将识别位点完全