生物选修三专题一1.21.31.4基因工程资料.pptVIP

与基因工程的关系： 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。 蛋白质工程流程图： 蛋白质 三维结构 氨基酸序列 多肽链 基因 DNA 预期功能 DNA合成 分子设计 mRNA 生物功能 转录 翻译 折叠 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相应的脱氧核苷酸序列 蛋白质工程的主要步骤通常包括： （1）从生物体中分离纯化目的蛋白； （2）测定其氨基酸序列； （3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能 地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构; （4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响； （5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如定点突变； （6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 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 讨论： 1、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？ 请把相应的碱基序列写出来。 2、确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改 造目的基因（DNA）？ 讨论 蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。 三、蛋白质工程的进展与前景 诱人前景： 用蛋白质工程制成电子元件： 优点：体积小、耗电少和效率高 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 人体细胞 质粒 大肠杆菌 目的基因 (人胰岛素基因) 用同一种限制酶 进行酶切 DNA连接酶连接目的基因和质粒 重组质粒(重组DNA) 重组质粒导入大肠杆菌细胞 繁殖 人胰岛素 复制目的基因 获取目的基因 从基因文库中获取目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 构建基因表达载体 目的基因、启动子、终止子、标记基因 将目的基因导入受体细胞 植物、动物、微生物 目的基因的检测与鉴定 检测：分子水平是否插入、转录、翻译 鉴定：个体水平 小节: 基因工程的基本操作程序 基因工程的基本工具？ 限制酶的特点？ DNA连接酶和载体的种类？ 基因工程的基本操作程序？ 获取目的基因的方法？ 基因工程的核心步骤是？ 基因表达载体的组成？ 将目的基因导入植物、动物、微生物细胞的方法？ 目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键？ 目的基因的检测与鉴定的方法？ 复习 一、植物基因工程硕果累累 转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 (一)抗虫转基因植物 杀虫基因： 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 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 产生的抑制剂可与害虫消化道的蛋白酶结合 淀粉酶抑制剂抑制昆虫消化道中的淀粉酶活性 合成的糖蛋白可与昆虫肠道粘膜上的某种物质结合 编码的蛋白质在害虫肠道降解成有毒的多肽 转基因抗虫棉 (二)抗病转基因植物 病原微生物： 主要有病毒、真菌和细菌等。 抗病转基因植物采用的基因： 抗真菌转基因植物采用的基因： 病毒外壳蛋白基因（CP基因） 病毒复制酶基因 几丁质酶基因 抗毒素合成基因 (三)抗逆转基因植物 可以调节细胞渗透压的基因 抗冻蛋白基因 抗除草剂基因 (四)利用转基因改良植物的品质 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物；改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性。 例如：将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，赖氨酸含量提高30%。 将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄； 将植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，出现颜色变异。 二、动物基因工程前景广阔 1.用于提高动物生长速度 2.用于改善畜产品的品质 外源生长素基因 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 普通鼠和生长速度加快的转基因鼠（右） 3.用转基因的动物生产药物 乳腺生物反应器 乳房生物反应器 将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。 获取目的基因（例如血清蛋白基因） 构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子） 显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎 将胚胎送入母体动物 发育成转