全國高考生物大一輪復(fù)習(xí)第十二單元現(xiàn)代生物科技專題第42講基因工程及其安全性名師精編課件

1、第十二單元第十二單元 現(xiàn)代生物科技專題現(xiàn)代生物科技專題 第第42講講 基因工程及其安全性基因工程及其安全性 第十二單元第十二單元 現(xiàn)代生物科技專題現(xiàn)代生物科技專題 1.基因工程的誕生基因工程的誕生() 2.基因工程的原理及技術(shù)基因工程的原理及技術(shù)(含含PCR技術(shù)技術(shù))() 3.基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用() 4蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程() 5.實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定 基因工程的操作工具基因工程的操作工具 1基因工程的概念理解基因工程的概念理解 (1)供體：提供目的基因。供體：提供目的基因。 無菌無菌 。 (2)操作環(huán)境：操作環(huán)境：_DNA分子分子 水平。水平。 (3)操作

2、水平：操作水平：_(4)原理：基因重組。原理：基因重組。 (5)受體：表達(dá)目的基因。受體：表達(dá)目的基因。 受體生物受體生物 體內(nèi)表達(dá)。體內(nèi)表達(dá)。 (6)本質(zhì)：性狀在本質(zhì)：性狀在_遠(yuǎn)緣雜交不親和遠(yuǎn)緣雜交不親和 障礙，定向改造生物的遺傳性障礙，定向改造生物的遺傳性(7)優(yōu)點(diǎn)：克服優(yōu)點(diǎn)：克服_狀。狀。 2DNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱：限制酶簡稱：限制酶) 原核原核 生物中分離純化出來的。生物中分離純化出來的。 來源：主要是從來源：主要是從_核苷酸序列核苷酸序列 ，并使每并使每作用：作用：識別雙鏈識別雙鏈DNA分子的某種特定分子的某種特定_條

3、鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。 黏性末端黏性末端 或平末端。或平末端。 結(jié)果：產(chǎn)生結(jié)果：產(chǎn)生_(2)DNA連接酶連接酶 項(xiàng)目項(xiàng)目 Ecoli DNA連接酶連接酶 來源來源 功能功能 T4DNA連接酶連接酶 T4噬菌體噬菌體 大腸桿菌大腸桿菌 _連接黏性末端連接黏性末端 黏性末端和平末端黏性末端和平末端 連接連接_磷酸二酯磷酸二酯 鍵鍵 結(jié)果結(jié)果 恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的_ (3)載體載體 化學(xué)本質(zhì)：雙鏈環(huán)狀化學(xué)本質(zhì)：雙鏈環(huán)狀DNA分子分子? ? ? ? ?能自我復(fù)制能自我復(fù)制? ?常用載

4、體：質(zhì)粒常用載體：質(zhì)粒? ? 限制酶限制酶 ? ?特點(diǎn)特點(diǎn)? ?有一個(gè)至多個(gè)有一個(gè)至多個(gè)_切割位點(diǎn)切割位點(diǎn)? ?有特殊的有特殊的_? ?標(biāo)記基因標(biāo)記基因 ? ? ?其他載體：其他載體： 噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。 具備的條件具備的條件 a能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。 一個(gè)至多個(gè)限制酶一個(gè)至多個(gè)限制酶 切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。 b有有_標(biāo)記基因標(biāo)記基因 ，以便進(jìn)行篩選。，以便進(jìn)行篩選。 c具有特殊的具有特殊的_作用作用 運(yùn)載工具運(yùn)載工具 ，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿

5、主細(xì)胞內(nèi)。 a作為作為_b利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。 1限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶限制酶) (1)識別序列的特點(diǎn)：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱。無論是奇數(shù)個(gè)堿基還識別序列的特點(diǎn)：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱。無論是奇數(shù)個(gè)堿基還是偶數(shù)個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，如是偶數(shù)個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，如，以中心線，以中心線CCAGGA為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱；為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱；=以以=為軸，兩側(cè)堿基互為軸，兩側(cè)堿基互GGTCCT補(bǔ)對稱。補(bǔ)對稱。 (2)切割后末端的種類切割后末端的種類 (3)限制酶的選擇技巧限制酶的選擇技巧 根據(jù)目的基因兩端

6、的限制酶切割位點(diǎn)確定限制酶的種類根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點(diǎn)確定限制酶的種類 a應(yīng)選擇切割位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇應(yīng)選擇切割位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇Pst。 b不能選擇切割位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，不能選擇切割位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能如圖甲不能選擇選擇Sma。 c為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用Pst和和EcoR兩種限制酶兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點(diǎn)但要

7、確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點(diǎn))。 根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類 a所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保產(chǎn)生相所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保產(chǎn)生相同的黏性末端。同的黏性末端。 b質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等，質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等， 所以所選擇的限制酶盡所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶如圖乙中限制酶 Sma會(huì)破壞標(biāo)記基因；會(huì)破壞標(biāo)記基因；如果所選酶的切割位點(diǎn)不只一個(gè)，則切割重組后可能丟失某些如果所選酶的切割位點(diǎn)不只一個(gè)，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)區(qū)，則切割重

8、組后的片段進(jìn)入片段，若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)區(qū)，則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制。受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制。 2限制酶和限制酶和DNA連接酶的關(guān)系連接酶的關(guān)系 (1)限制酶和限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。 (2)限制酶不切割自身限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的的原因是原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。 (3)DNA連接酶起作用時(shí)，不需要模板。連接酶起作用時(shí)，不需要模板。 3載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理 載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基

9、因要載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，原理如中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，原理如圖所示：圖所示： 關(guān)于基因工程工具的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)關(guān)于基因工程工具的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)限制酶是一類酶，而不是一種酶

10、。限制酶是一類酶，而不是一種酶。 (2)限制酶的成分為蛋白質(zhì)，限制酶的成分為蛋白質(zhì)，其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件，其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件，高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。 (3)在切割目的基因和載體時(shí)要求用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生在切割目的基因和載體時(shí)要求用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端或平末端。相同的黏性末端或平末端。 (4)將一個(gè)基因從將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來，需要切兩處，同時(shí)產(chǎn)分子上切割下來，需要切兩處，同時(shí)產(chǎn)生生4個(gè)黏性末端或平末端。個(gè)黏性末端或平末端。 (5)不同不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同，分子用

11、同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同，同一個(gè)同一個(gè)DNA分子用不同的限制酶切割，分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。相同。 (6)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬せ蚬こ讨械妮d體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬こ痰妮d體是程的載體是DNA分子，分子，能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)；能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)； 膜載體膜載體是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。 (7)基因工程中有基因工程中有3種工具，但工具酶只有種工具，但工具酶只有2種。種。 1(2016高考全國卷乙，高考全國卷乙，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外某一

12、質(zhì)粒載體如圖所示，外源源DNA插入到插入到Amp或或Tet中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Amp表示氨芐青霉素抗性表示氨芐青霉素抗性基因，基因，Tet表示四環(huán)素抗性基因表示四環(huán)素抗性基因)。 有人將此質(zhì)粒載體用有人將此質(zhì)粒載體用Bam H 酶切后，與用酶切后，與用Bam H 酶切獲得的目的基因混合，加入酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。 rrrr結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的

13、基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}： (1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因 _(答出兩點(diǎn)即可答出兩點(diǎn)即可)， 而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。子和終止子。 (2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大

14、腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū) 二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)分的，其原因是分的，其原因是_ 含有質(zhì)粒載體含有質(zhì)粒載體基上均不生長基上均不生長 和和 _ 含有插入了目的基因的含有插入了目的基因的 _；并且；并且_重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒或答含有重組質(zhì)粒) 的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因其原因_二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 。 是是_在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插

15、入了目的基因的重組質(zhì)在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)四環(huán)素四環(huán)素 的固體培養(yǎng)基。的固體培養(yǎng)基。 粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有_(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA受體細(xì)胞受體細(xì)胞 。 復(fù)制所需的原料來自復(fù)制所需的原料來自_解析：解析：(1)作為運(yùn)載體的質(zhì)粒上應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，作為運(yùn)載體的質(zhì)粒上應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，且含有特殊的標(biāo)記基因。在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，且含有特殊的標(biāo)記基因。(2)未被轉(zhuǎn)化未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因

16、的大腸桿菌中均未導(dǎo)入質(zhì)粒載的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中均未導(dǎo)入質(zhì)粒載體，而質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌體，而質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中不能生長。含有質(zhì)粒載體和含有在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中不能生長。含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，二者在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中都能生長，因此無性基因，二者在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中都能生長，因此無法區(qū)分二者。根據(jù)題圖，用法區(qū)分二者。根據(jù)題圖，用 BamH 切割質(zhì)粒后將四環(huán)素抗性切割質(zhì)

17、粒后將四環(huán)素抗性 基因破壞，因此可將經(jīng)氨芐青霉素培養(yǎng)基篩選出的菌落置于含基因破壞，因此可將經(jīng)氨芐青霉素培養(yǎng)基篩選出的菌落置于含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上再次篩選，能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生存的有四環(huán)素的培養(yǎng)基上再次篩選，能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生存的是含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌，不能生存的是含有插入目的基因是含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌，不能生存的是含有插入目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)噬菌體為病毒，經(jīng)改造后作為載體噬菌體為病毒，經(jīng)改造后作為載體時(shí)，其時(shí)，其DNA復(fù)制所需原料來自受體細(xì)胞。復(fù)制所需原料來自受體細(xì)胞。 2(2016高考全國卷丙，高考全國卷丙，40)圖圖(a)中的三個(gè)中的三個(gè)DN

18、A片段上依次表片段上依次表示出了示出了EcoR 、Bam H 和和Sau3A 三種限制性內(nèi)切酶的識三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的載體上的EcoR 、Sau3A 的切點(diǎn)是唯一的的切點(diǎn)是唯一的)。 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： (1)經(jīng)經(jīng)Bam H 酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3A 酶切后的產(chǎn)物連接，理由是酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏

19、性末端 _。 (2)若某人利用圖若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿所示。這三種重組子中，不能在宿甲和丙甲和丙 主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達(dá)的原，不能表達(dá)的原 甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在因是因是_ 終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄 _。 (3)DNA連接酶是將兩個(gè)連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶

20、，常見的有片段連接起來的酶，常見的有Ecoli DNA連接酶連接酶 T4DNA連接酶連接酶 _和和_，其中既能連，其中既能連T4DNA連接酶連接酶 。 接黏性末端又能連接平末端的是接黏性末端又能連接平末端的是_解析：解析：(1)由圖由圖(a)可知，盡管可知，盡管Bam H 和和Sau3A 兩種限制酶兩種限制酶的識別位點(diǎn)不相同，的識別位點(diǎn)不相同，但兩種酶切割后產(chǎn)生的但兩種酶切割后產(chǎn)生的DNA片段具有相同片段具有相同的黏性末端，的黏性末端，故被故被Bam H 酶切后得到的目的基因可以與圖酶切后得到的目的基因可以與圖(b)中表達(dá)載體被中表達(dá)載體被Sau3A 酶切后的產(chǎn)物連接。酶切后的產(chǎn)物連接。(2)

21、運(yùn)載體上的啟動(dòng)運(yùn)載體上的啟動(dòng)子和終止子具有調(diào)控目的基因表達(dá)的作用，由于甲和丙的目的子和終止子具有調(diào)控目的基因表達(dá)的作用，由于甲和丙的目的基因分別插入在啟動(dòng)子的上游和終止子的下游，故這兩個(gè)運(yùn)載基因分別插入在啟動(dòng)子的上游和終止子的下游，故這兩個(gè)運(yùn)載體上的目的基因都不能被轉(zhuǎn)錄和翻譯。體上的目的基因都不能被轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)常見的常見的DNA連接酶連接酶是是Ecoli DNA連接酶和連接酶和T4DNA連接酶，但作用有所差別，連接酶，但作用有所差別，T4DNA連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端，而連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端，而Ecoli DNA連接酶只能連接黏性末端。連接酶只能連接黏性末

22、端。 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 1目的基因的獲取目的基因的獲取 編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì) 的基因，也可以是一些具調(diào)的基因，也可以是一些具調(diào)(1)目的基因：主要指目的基因：主要指_控作用的因子?？刈饔玫囊蜃印?基因文庫基因文庫 中獲取中獲取從從_? ? ? ?人工人工? ? ?利用利用mRNA反轉(zhuǎn)錄合成反轉(zhuǎn)錄合成? ?(2)方法方法? ? DNA合成儀合成儀 ? ?通過通過_用化學(xué)方法人工合成用化學(xué)方法人工合成? ?合成合成? ? ? ?利用利用PCR技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增2基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因工程的核心基因工程的核心 在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳在受體細(xì)胞中

23、穩(wěn)定存在，并且可以遺傳(1)目的：使目的基因目的：使目的基因_ 給下一代給下一代 ，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。 _(2)基因表達(dá)載體的組成基因表達(dá)載體的組成 RNA聚合酶聚合酶 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 目的基因目的基因 (3)構(gòu)建過程構(gòu)建過程 3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 、基因槍法、花粉管通道法。、基因槍法、花粉管通道法。 (1)植物：植物：_顯微注射顯微注射 技術(shù)。技術(shù)。 (2)動(dòng)物：動(dòng)物：_(3)微生物：感受態(tài)細(xì)胞法。微生物：感受態(tài)細(xì)胞法。 4目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定 DNA分子雜交分子雜交 (1)

24、利用利用_技術(shù)檢測目的基因的有無。技術(shù)檢測目的基因的有無。 分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄。檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄。 (2)利用利用_ 抗原抗原抗體雜交抗體雜交 檢測目的基因的翻譯。檢測目的基因的翻譯。 (3)利用利用_(4)利用個(gè)體生物學(xué)水平的檢測鑒定重組性狀的表達(dá)。利用個(gè)體生物學(xué)水平的檢測鑒定重組性狀的表達(dá)。 1基因組文庫與部分基因文庫基因組文庫與部分基因文庫 基因文基因文 庫類型庫類型 基因組文庫基因組文庫 部分基因文庫部分基因文庫 (cDNA文庫文庫) 某種生物發(fā)育的某個(gè)某種生物發(fā)育的某個(gè) 時(shí)期的時(shí)期的mRNA 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄 cDNA 與載體與載體連接導(dǎo)入連接導(dǎo)入 受體菌群體受

25、體菌群體 某種生物全部某種生物全部DNA 構(gòu)建基構(gòu)建基 因文庫因文庫 的過程的過程 限制酶限制酶 許多許多DNA片段片段 與載體與載體連接導(dǎo)入連接導(dǎo)入 受體菌群體受體菌群體 2.PCR技術(shù)技術(shù) (1)原理：原理：DNA復(fù)制。復(fù)制。 (2)需要條件：需要條件：模板模板DNA、引物、引物、四種脫氧核苷酸、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定DNA聚合酶聚合酶(Taq 酶酶)。 (3)過程：過程：DNA受熱變性解旋為單鏈、受熱變性解旋為單鏈、冷卻后引物與單鏈相應(yīng)互冷卻后引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，補(bǔ)序列結(jié)合， 然后在熱穩(wěn)定的然后在熱穩(wěn)定的DNA聚合酶作用下延伸合成互補(bǔ)聚合酶作用下延伸合成互補(bǔ)鏈。鏈。 3將目

26、的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 生物種類生物種類 植物植物 動(dòng)物動(dòng)物 微生物微生物 常用方法常用方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 顯微注射技術(shù)顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細(xì)胞法感受態(tài)細(xì)胞法 主要受體主要受體 細(xì)胞細(xì)胞 體細(xì)胞體細(xì)胞 受精卵受精卵 原核細(xì)胞原核細(xì)胞 生物種類生物種類 植物植物 動(dòng)物動(dòng)物 2微生物微生物 Ca 處理細(xì)胞處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重重組表達(dá)載體組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)分子與感受態(tài)細(xì)胞混合胞混合感受態(tài)感受態(tài)細(xì)胞吸收細(xì)胞吸收DNA分分子子 將目的基因插入將目的基因插入 將含有目的基將含有目的基到到Ti質(zhì)粒的質(zhì)粒的T- DNA上上轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化過程 因的表達(dá)載體因

27、的表達(dá)載體提純提純?nèi)÷讶÷讶朕r(nóng)桿菌入農(nóng)桿菌導(dǎo)入導(dǎo)入 (受精卵受精卵)顯顯植物細(xì)胞植物細(xì)胞整合整合 微注射微注射受精受精到受體細(xì)胞的染到受體細(xì)胞的染 卵發(fā)育卵發(fā)育獲得獲得色體色體DNA上上具有新性狀的具有新性狀的表達(dá)表達(dá) 動(dòng)物動(dòng)物 4.目的基因檢測與鑒定的目的基因檢測與鑒定的“四個(gè)層面四個(gè)層面” 基因工程操作過程中的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)基因工程操作過程中的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位。位。 (2)基因工程

28、操作過程中只有第三步基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)沒有堿基互補(bǔ)配對現(xiàn)象：第一步存在逆轉(zhuǎn)錄法獲得沒有堿基互補(bǔ)配對現(xiàn)象：第一步存在逆轉(zhuǎn)錄法獲得DNA，第二，第二步存在黏性末端連接現(xiàn)象，第四步存在檢測分子水平雜交。步存在黏性末端連接現(xiàn)象，第四步存在檢測分子水平雜交。 (3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理：農(nóng)桿菌易感染植物細(xì)胞，農(nóng)桿菌易感染植物細(xì)胞，并將其并將其Ti質(zhì)粒質(zhì)粒上的上的T-DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞染色體轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。上。 (4)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)轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受

29、體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。體細(xì)胞染色體基因組中。 (5)標(biāo)記基因的種類和作用：標(biāo)記基因的作用標(biāo)記基因的種類和作用：標(biāo)記基因的作用篩選、檢測目篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因因(表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì)表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì))等。等。 (6)受體細(xì)胞的選擇：受體細(xì)胞的選擇：受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞(經(jīng)組織經(jīng)組織培養(yǎng)培養(yǎng))、動(dòng)物受精卵、動(dòng)物受精卵(一般不用體細(xì)

30、胞一般不用體細(xì)胞)、微生物、微生物(大腸桿菌、酵母大腸桿菌、酵母菌菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物酵母菌酵母菌(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌)；一般不用支原體，；一般不用支原體，原因是它營寄生生活；一定不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，原原因是它營寄生生活；一定不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，原因是它無細(xì)胞核，也沒有核糖體等細(xì)胞器，不能合成蛋白質(zhì)。因是它無細(xì)胞核，也沒有核糖體等細(xì)胞器，不能合成蛋白質(zhì)。 (7)還應(yīng)注意的問題有：還應(yīng)注意的問題有： 基因表達(dá)載體中，基因表達(dá)載體中， 啟動(dòng)子啟動(dòng)子(DN

31、A片段片段)起始密碼子起始密碼子(RNA)；終止子終止子(DNA片段片段)終止密碼子終止密碼子(RNA)。 基因表達(dá)載體的構(gòu)建是最核心、最關(guān)鍵的一步，在體外進(jìn)行?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建是最核心、最關(guān)鍵的一步，在體外進(jìn)行。 1(高考全國卷改編高考全國卷改編)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： (1)限制性內(nèi)切酶切割限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有黏性末端黏性末端 和和_平末端平末端 。 _(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR切割后產(chǎn)生的片段如下：切割后產(chǎn)生的片段如下： AATTCG GCTTAA為使運(yùn)載體與

32、目的基因相連，含有目的基因的為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用除可用EcoR切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具切割產(chǎn)生的切割產(chǎn)生的DNA片段末端與片段末端與 EcoR切割產(chǎn)生的相同切割產(chǎn)生的相同有的特點(diǎn)是有的特點(diǎn)是_。 (3)按其來源不同，基因工程中所使用的按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，連接酶有兩類，大腸桿菌大腸桿菌 T4 即即_DNA連接酶和連接酶和_DNA連接酶。連接酶。 cDNA(或或DNA) mRNA(或或RNA) (4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是反轉(zhuǎn)錄作用的模板是_， 產(chǎn)物是產(chǎn)物是_。PCR

33、 技術(shù)。技術(shù)。 若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用_噬菌體噬菌體 和和_動(dòng)植物病毒動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)也可作為運(yùn) (5)基因工程中除質(zhì)粒外，基因工程中除質(zhì)粒外，_載體。載體。 (6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源外源DNA)的能力極弱的能力極弱 _。 解析：解析：限制性內(nèi)切酶切割限制性內(nèi)切酶切割DNA分子形成的末端通常有兩種，分子形成的末端通常有兩種，即即黏性末端和平

34、末端。為使運(yùn)載體和目的基因連接，二者必須具黏性末端和平末端。為使運(yùn)載體和目的基因連接，二者必須具有相同的黏性末端，有相同的黏性末端，因而當(dāng)使用除因而當(dāng)使用除 EcoR之外的其他酶進(jìn)行切之外的其他酶進(jìn)行切割時(shí)，應(yīng)該產(chǎn)生相同的黏性末端。割時(shí)，應(yīng)該產(chǎn)生相同的黏性末端。DNA連接酶的來源有兩個(gè)：連接酶的來源有兩個(gè)：一是大腸桿菌，一是大腸桿菌，二是二是T4噬菌體。噬菌體。反轉(zhuǎn)錄是由反轉(zhuǎn)錄是由RNA形成形成DNA的的過程，過程，獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物時(shí)常用獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物時(shí)常用PCR擴(kuò)增技術(shù)。擴(kuò)增技術(shù)。基因工程常基因工程常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，除此以外，噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，除此以外，噬菌

35、體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。如果用大腸桿菌作受體細(xì)胞，必須用鈣離子處理，使運(yùn)載體。如果用大腸桿菌作受體細(xì)胞，必須用鈣離子處理，使其處于感受態(tài)其處于感受態(tài)(此狀態(tài)吸收外源此狀態(tài)吸收外源DNA的能力增強(qiáng)的能力增強(qiáng))。 2(2016高考天津卷，高考天津卷，7)人血清白蛋白人血清白蛋白(HSA) 具有重要的醫(yī)用具有重要的醫(yī)用價(jià)值，只能從人血漿中制備。下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組價(jià)值，只能從人血漿中制備。下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。的兩條途徑。 總總RNA (1)為獲取為獲取HSA基因，基因，首先需采集人的血液，首先需采集人的血液，提取提取_ (或或mRNA)合成總合成總

36、 _cDNA，然后以，然后以cDNA為模板，采用為模板，采用PCR技技術(shù)擴(kuò)增術(shù)擴(kuò)增HSA基因?；颉?下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方擴(kuò)增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。向。 (2)啟動(dòng)子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)啟動(dòng)子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)B 特異表達(dá)特異表達(dá)rHSA的載體，需要選擇的啟動(dòng)子是的載體，需要選擇的啟動(dòng)子是_(填寫字填寫字母，單選母，單選)。 A人血細(xì)胞啟動(dòng)子人血細(xì)胞啟動(dòng)子 C大腸桿菌啟動(dòng)子大腸桿菌啟動(dòng)子 B水稻胚乳細(xì)

37、胞啟動(dòng)子水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子 D農(nóng)桿菌啟動(dòng)子農(nóng)桿菌啟動(dòng)子 (3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)， _ 吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成 其目的是其目的是功轉(zhuǎn)化功轉(zhuǎn)化 _。 (4)人體合成的初始人體合成的初始HSA多肽，多肽， 需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結(jié)構(gòu)才有活性。與途徑間結(jié)構(gòu)才有活性。與途徑相比，選擇途徑相比，選擇途徑獲取獲取rHSA的優(yōu)的優(yōu) _ 水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進(jìn)行多

38、肽進(jìn)行勢是勢是高效加工高效加工 _。 HSA 的生的生(5)為證明為證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值，須確認(rèn)具有醫(yī)用價(jià)值，須確認(rèn)rHSA與與_物學(xué)功能一致。物學(xué)功能一致。 解析：解析：(1)cDNA是以是以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄得到的，要合成總為模板逆轉(zhuǎn)錄得到的，要合成總cDNA，需要采集人的血液，提取總，需要采集人的血液，提取總RNA(或或mRNA)。PCR擴(kuò)擴(kuò)增目的基因時(shí)增目的基因時(shí)DNA的合成方向總是從子鏈的的合成方向總是從子鏈的5端向端向3端延伸，端延伸，兩條模板鏈指導(dǎo)合成的子鏈延伸方向相反。兩條模板鏈指導(dǎo)合成的子鏈延伸方向相反。(2)啟動(dòng)子具有物種啟動(dòng)子具有物種和組織的特異性，要構(gòu)建在水稻胚乳

39、細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)和組織的特異性，要構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的的載體，應(yīng)選擇水稻胚乳細(xì)胞的啟動(dòng)子。載體，應(yīng)選擇水稻胚乳細(xì)胞的啟動(dòng)子。(3)自然條件下農(nóng)桿菌可自然條件下農(nóng)桿菌可感染雙子葉植物和裸子植物，而對大多數(shù)單子葉植物沒有感染感染雙子葉植物和裸子植物，而對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力，當(dāng)植物受損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合能力，當(dāng)植物受損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合 物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞。水稻為單子葉植物，利用農(nóng)桿物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞。水稻為單子葉植物，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中添加酚類物質(zhì)，可吸引農(nóng)桿菌移菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中添加酚類物質(zhì)

40、，可吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，這時(shí)農(nóng)桿菌中的向水稻受體細(xì)胞，這時(shí)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的質(zhì)粒上的T- DNA可轉(zhuǎn)移可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。上。(4)大腸大腸桿菌為原核生物，只有核糖體一種細(xì)胞器，不能對翻譯形成的桿菌為原核生物，只有核糖體一種細(xì)胞器，不能對翻譯形成的肽鏈進(jìn)行加工修飾，肽鏈進(jìn)行加工修飾，水稻為真核生物，水稻為真核生物，細(xì)胞內(nèi)具有生物膜系統(tǒng)，細(xì)胞內(nèi)具有生物膜系統(tǒng)，能對來自核糖體的初始能對來自核糖體的初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工。多肽進(jìn)行高效加工。(5)HSA具有具有重要的醫(yī)用價(jià)值，要證明重要的醫(yī)用價(jià)值，要證明rHSA

41、具有醫(yī)用價(jià)值，須確認(rèn)具有醫(yī)用價(jià)值，須確認(rèn)rHSA與與HSA的生物學(xué)功能一致。的生物學(xué)功能一致。 基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程 1基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用 生長速度生長速度 從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；(1)動(dòng)物基因工程：動(dòng)物基因工程： 用于提高動(dòng)物用于提高動(dòng)物_藥物藥物 ；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)_供體供體 等。等。 物作器官移植的物作器官移植的_(2)植物基因工程：培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和植物基因工程：培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆抗逆 轉(zhuǎn)基因植物；利用轉(zhuǎn)基因改良植

42、物的轉(zhuǎn)基因植物；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的_品質(zhì)品質(zhì) 。 _(3)比較基因治療與基因診斷比較基因治療與基因診斷 項(xiàng)目項(xiàng)目 基因基因 治療治療 原理原理 操作過程操作過程 正常基因正?；?導(dǎo)入有基因?qū)胗谢蚶美胈基因表達(dá)基因表達(dá) 以表達(dá)出正常以表達(dá)出正常_ 缺陷的細(xì)胞中，缺陷的細(xì)胞中，進(jìn)展進(jìn)展 臨床臨床 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 性狀來治療性狀來治療(疾病疾病) DNA探針探針 與病與病制作特定制作特定_堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對 人樣品人樣品DNA混合，分析雜交混合，分析雜交_基因基因 診斷診斷 臨床臨床 應(yīng)用應(yīng)用 帶情況帶情況 2.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程 (1)流程圖流程圖 寫出流程圖中字母代表的含義：寫出流

43、程圖中字母代表的含義： 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 ，翻譯翻譯 ，分子設(shè)計(jì)分子設(shè)計(jì) ，多肽鏈多肽鏈 ，預(yù)期功能預(yù)期功能 。A_B._C._D._E._ 新的蛋白質(zhì)新的蛋白質(zhì) 。 (2)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_現(xiàn)有蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì) 進(jìn)行改造，改良生物進(jìn)行改造，改良生物(3)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對_性狀。性狀。 1基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用 (1)乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器 優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等。優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等。 操作過程：獲取目的基因操作過程：獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體顯微注射導(dǎo)顯微注射導(dǎo)入

44、哺乳動(dòng)物受精卵中入哺乳動(dòng)物受精卵中形成早期胚胎形成早期胚胎將胚胎移植到受體動(dòng)物將胚胎移植到受體動(dòng)物子宮內(nèi)子宮內(nèi)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在雌性個(gè)體中目的基因表達(dá)，從在雌性個(gè)體中目的基因表達(dá)，從分泌的乳汁中提取所需蛋白質(zhì)。分泌的乳汁中提取所需蛋白質(zhì)。 (2)基因工程藥品基因工程藥品 生產(chǎn)方式：利用基因工程培育生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌工程菌”來生產(chǎn)藥品。來生產(chǎn)藥品。 a“工程菌工程菌”：用基因工程的方法，得到使外源基因高效率表：用基因工程的方法，得到使外源基因高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系，如含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含達(dá)的菌類細(xì)胞株系，如含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有抗蟲基

45、因的土壤農(nóng)桿菌菌株等。有抗蟲基因的土壤農(nóng)桿菌菌株等。 b通過基因工程生產(chǎn)的藥品，通過基因工程生產(chǎn)的藥品， 從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類。質(zhì)類。 成果：生產(chǎn)出細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。成果：生產(chǎn)出細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。 2蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 (1)區(qū)別區(qū)別 項(xiàng)目項(xiàng)目 蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程 基因工程基因工程 預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)計(jì)預(yù)獲取目的基因獲取目的基因基因表達(dá)基因表達(dá)過程過程 期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)推測應(yīng)載體的構(gòu)建載體的構(gòu)建將目的基因?qū)⒛康幕蛴械陌被嵝蛄杏械陌被嵝蛄姓业较嗾业较鄬?dǎo)入受

46、體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因目的基因?qū)?yīng)的脫氧核苷酸序列對應(yīng)的脫氧核苷酸序列 的檢測與鑒定的檢測與鑒定 項(xiàng)目項(xiàng)目 蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程 定向改造或生產(chǎn)人類所定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)需的蛋白質(zhì) 基因工程基因工程 定向改造生物的遺傳特性，定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類以獲得人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品型和生物產(chǎn)品 實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì) 結(jié)果結(jié)果 可生產(chǎn)自然界沒有的蛋可生產(chǎn)自然界沒有的蛋只能生產(chǎn)自然界已有的蛋只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)白質(zhì) 白質(zhì)白質(zhì) (2)聯(lián)系聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。工程。 基因工程中

47、所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。改造。 有關(guān)基因工程應(yīng)用的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)有關(guān)基因工程應(yīng)用的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)動(dòng)物基因工程主要是為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，而不是為了產(chǎn)動(dòng)物基因工程主要是為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，而不是為了產(chǎn)生體型巨大的個(gè)體。生體型巨大的個(gè)體。 (2)Bt毒蛋白基因控制合成的毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并無毒性，進(jìn)入昆蟲消毒蛋白并無毒性，進(jìn)入昆蟲消化道被分解成多肽后產(chǎn)生毒性?；辣环纸獬啥嚯暮螽a(chǎn)生毒性。 (3)青霉素是青霉菌產(chǎn)生的，不是通過基因工程產(chǎn)生的。青霉素是青霉菌產(chǎn)生的，不是通過基因工程產(chǎn)生的。 (4)并非所有個(gè)體都可

48、作為乳腺生物反應(yīng)器。操作成功的應(yīng)該是并非所有個(gè)體都可作為乳腺生物反應(yīng)器。操作成功的應(yīng)該是雌性個(gè)體，個(gè)體本身的繁殖速度、泌乳量、蛋白含量等都是應(yīng)雌性個(gè)體，個(gè)體本身的繁殖速度、泌乳量、蛋白含量等都是應(yīng)該考慮的因素。該考慮的因素。 命題命題 1 基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用 1 為了增加油菜種子的含油量，為了增加油菜種子的含油量， 研究人員嘗試將酶研究人員嘗試將酶D基因與位基因與位于葉綠體膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因相連，導(dǎo)入油菜細(xì)胞并獲得了轉(zhuǎn)基于葉綠體膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因相連，導(dǎo)入油菜細(xì)胞并獲得了轉(zhuǎn)基因油菜品種。因油菜品種。 PCR 法從法從(1)研究人員依據(jù)基因的已知序列設(shè)計(jì)引物，采用研究人員依據(jù)基因的已知序列

49、設(shè)計(jì)引物，采用_陸地棉基因文庫中獲取酶陸地棉基因文庫中獲取酶D基因，從擬南芥基因文庫中獲取轉(zhuǎn)基因，從擬南芥基因文庫中獲取轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因。所含三種限制酶運(yùn)肽基因。所含三種限制酶(Cla、Sac、Xba)的切點(diǎn)如圖的切點(diǎn)如圖Cla酶和酶和 DNA 連接連接 所示，則用所示，則用_酶處理兩個(gè)基因后，可得到酶處理兩個(gè)基因后，可得到A和和D _端端(填圖中字母填圖中字母)相連的融合基因。相連的融合基因。 (2)將上述融合基因插入如圖所示將上述融合基因插入如圖所示Ti質(zhì)粒的質(zhì)粒的TDNA中，構(gòu)建中，構(gòu)建基因表達(dá)載體基因表達(dá)載體(或重組質(zhì)粒或重組質(zhì)粒) 并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。將獲得的農(nóng)桿并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。將獲得的農(nóng)桿_

50、四環(huán)素四環(huán)素 的固體平板上培養(yǎng)得到含融合基因的單菌的固體平板上培養(yǎng)得到含融合基因的單菌菌接種在含菌接種在含_落，再利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉(zhuǎn)化的侵染液。落，再利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉(zhuǎn)化的侵染液。 (3)剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時(shí)間，此過程的目的是剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時(shí)間，此過程的目的是利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞 ，進(jìn)一步篩選后獲得，進(jìn)一步篩選后獲得_轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞，該細(xì)胞通過轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞，該細(xì)胞通過植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)_ 技術(shù)，可培育成轉(zhuǎn)技術(shù)，可培育成轉(zhuǎn)基因油菜植株。基因油菜植株。 抗原抗原抗體雜交抗體雜交 (