高二生物選修3_基因工程_ppt公開課

1、粘性末端粘性末端平末端平末端1、種類：、種類：2、作用部位：、作用部位：兩類兩類Ecoli DNA連接酶連接酶T4 DNA連接酶連接酶 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 “分子縫合針分子縫合針”DNA連接酶連接酶1、作用：恢復(fù)被限制性內(nèi)切酶切開了的兩個、作用：恢復(fù)被限制性內(nèi)切酶切開了的兩個 的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵2、分類：從大腸桿菌中分離得到、分類：從大腸桿菌中分離得到 從從T4噬菌體分離得到噬菌體分離得到3、區(qū)別：、區(qū)別：E.coli連接黏性末端連接黏性末端 T4既能連接黏性末端，又可以連接既能連接黏性末端，又可以連接 平末端（效率低）平末端（效率低）“分子運輸車分子運

2、輸車”基因進入細胞的載體基因進入細胞的載體1、常用載體：質(zhì)粒、常用載體：質(zhì)粒、噬菌體衍生物、動植物病毒噬菌體衍生物、動植物病毒2、質(zhì)粒：最常用的載體、質(zhì)粒：最常用的載體 是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于擬核是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于擬核 之外、并具有自我復(fù)制能力的雙鏈之外、并具有自我復(fù)制能力的雙鏈DNA 分子分子質(zhì)粒作為質(zhì)粒作為載體的條件載體的條件:能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定的遺傳的遺傳具有多個限制酶切點具有多個限制酶切點具有某些遺傳標記基因（標記基因）具有某些遺傳標記基因（標記基因）過程過程優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點直接分離直接分離法法（鳥槍法）（鳥槍法）供體細胞供體細胞DNA

3、DNA DNADNA片段片段不同受體細不同受體細胞胞DNADNA片段擴增片段擴增目的基因細胞目的基因細胞目目的基因的基因操作簡便操作簡便工作量大，工作量大，有盲目性，有盲目性，目的基因含目的基因含有不表達的有不表達的內(nèi)含子內(nèi)含子 反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法mRNA 單鏈單鏈DNA DNA 雙鏈雙鏈DNADNA專一性強，專一性強，目的基因目的基因不含內(nèi)含不含內(nèi)含子子操作過程麻操作過程麻煩，煩，mRNA生存時間短，生存時間短，技術(shù)要求高技術(shù)要求高據(jù)已知的據(jù)已知的氨基酸序氨基酸序列合成列合成氨基酸序列氨基酸序列 mRNA 雙鏈雙鏈DNA專一性最專一性最強，目的強，目的基因不含基因不含 內(nèi)含子內(nèi)含子目前復(fù)雜的目

4、前復(fù)雜的尚不知的核尚不知的核苷酸序列不苷酸序列不能合成能合成返回返回2目的基因與運載體結(jié)合目的基因與運載體結(jié)合首先要用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使質(zhì)粒出現(xiàn)首先要用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使質(zhì)粒出現(xiàn)一個切口，露出黏性末端。一個切口，露出黏性末端。然后用然后用同一種同一種限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末端。相同的黏性末端。將切下的目的基因的片段插入質(zhì)粒的切口處，將切下的目的基因的片段插入質(zhì)粒的切口處，再加入適量再加入適量DNA連接酶連接酶，質(zhì)粒的黏性末端與，質(zhì)粒的黏性末端與目的基因目的基因DNA片段的黏性末端就會因堿基互片段的黏性末端就會因堿基互補配對而結(jié)合，形成了一

5、個重組補配對而結(jié)合，形成了一個重組DNA分子。分子。3將目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞入受體細胞受體細胞：細菌受體細胞：細菌細胞壁的通透性增大細胞壁的通透性增大重組質(zhì)粒進入受體細胞重組質(zhì)粒進入受體細胞目的基因隨受體細胞的繁殖而復(fù)制目的基因隨受體細胞的繁殖而復(fù)制氯化鈣氯化鈣基因工程中常用的基因工程中常用的受體細胞有受體細胞有大腸桿大腸桿菌、枯草桿菌、土菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌壤農(nóng)桿菌、酵母菌酵母菌和動植物細胞等。和動植物細胞等。受體細胞的選擇受體細胞的選擇1、原核生物細胞、原核生物細胞：（1）優(yōu)點：容易攝取外界的基因（目的基）優(yōu)點：容易攝取外界的基因（目的基因），因），繁殖快繁殖快，便于培養(yǎng)和

6、基因操作，便于培養(yǎng)和基因操作（2）主要生物：）主要生物：大腸桿菌、藍藻大腸桿菌、藍藻2、真核生物細胞：、真核生物細胞：主主要要生生物物酵母酵母植物細胞植物細胞活的植物活的植物離體體細胞離體體細胞在在合適的培養(yǎng)條件下比較容易合適的培養(yǎng)條件下比較容易再分化成再分化成植株植株（轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物）動物細胞動物細胞常采用生殖細胞、受精常采用生殖細胞、受精卵細胞或胚胎細胞（卵細胞或胚胎細胞（轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因動物）返返回回四、目的基因的檢測與鑒定四、目的基因的檢測與鑒定1、檢測與鑒定的目的、檢測與鑒定的目的目的基因進入受體細胞后，是否可以穩(wěn)定維持目的基因進入受體細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性和

7、表達其遺傳特性檢測目的基因是否插入了轉(zhuǎn)基因生物的染色體檢測目的基因是否插入了轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上上2、檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)另外：個體生物學(xué)水平的鑒定另外：個體生物學(xué)水平的鑒定思考思考：檢測：檢測mRNA 是否合成，可以用分子雜交的方法嗎？是否合成，可以用分子雜交的方法嗎？#檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原抗原抗體雜交抗體雜交#個體生物學(xué)水平的鑒定個體生物學(xué)水平的鑒定農(nóng)牧業(yè)農(nóng)牧業(yè)工業(yè)工業(yè)環(huán)境保護環(huán)境保護能源能源醫(yī)藥衛(wèi)生醫(yī)藥衛(wèi)生 1973年年,由美國科學(xué)家由美國科學(xué)家科恩科

8、恩等人用重組等人用重組DNA技術(shù)技術(shù)首次獲得轉(zhuǎn)基因大腸桿菌首次獲得轉(zhuǎn)基因大腸桿菌。從此。從此以后，基因工程作為一個新興的研究領(lǐng)域以后，基因工程作為一個新興的研究領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展得到了迅速的發(fā)展: 迄今為止，人們已獲得了迄今為止，人們已獲得了數(shù)百種轉(zhuǎn)基因植物：數(shù)百種轉(zhuǎn)基因植物：抗病、抗病、抗蟲、抗蟲、抗除草劑、抗除草劑、抗逆、抗逆、作作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、果蔬儲存、果蔬儲存、作物的固氮能力、作物的固氮能力、藥物生產(chǎn)藥物生產(chǎn)及環(huán)境美化及環(huán)境美化等等畜牧養(yǎng)殖業(yè)：培養(yǎng)具有各種優(yōu)良品質(zhì)的畜牧養(yǎng)殖業(yè)：培養(yǎng)具有各種優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物（具有轉(zhuǎn)基因動物（具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、抗病能力、高產(chǎn)仔率、

9、高產(chǎn)奶率、高質(zhì)量的皮毛高產(chǎn)奶率、高質(zhì)量的皮毛）方法：方法：將某些特定基因與病毒將某些特定基因與病毒DNA構(gòu)構(gòu)成成重組重組DNA，然后通過，然后通過感染感染或或顯微注射顯微注射技術(shù)技術(shù)將重組將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中轉(zhuǎn)移到動物受精卵中動物基因工程前景廣闊動物基因工程前景廣闊1、傳統(tǒng)制藥：直接從生物體傳統(tǒng)制藥：直接從生物體的組織、細胞或血液中提取的組織、細胞或血液中提取例：例：45克克/100公斤豬、牛的胰腺公斤豬、牛的胰腺缺點：缺點：產(chǎn)量低、價格昂貴產(chǎn)量低、價格昂貴2.“工程菌工程菌”制藥制藥（1）什么叫）什么叫“工程菌工程菌”？ 用基因工程的方法，使外源基因得用基因工程的方法，使外源基因得

10、到高效表達的菌類細胞株系。到高效表達的菌類細胞株系。（如：（如：含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有抗蟲基因的土壤農(nóng)桿菌菌株）含有抗蟲基因的土壤農(nóng)桿菌菌株）例：例：100克克/2000升大腸桿菌培養(yǎng)液升大腸桿菌培養(yǎng)液（2）優(yōu)點：）優(yōu)點：高質(zhì)量、低成本高質(zhì)量、低成本（3）基因工程藥品：）基因工程藥品：60余種余種生長激素釋放抑制素生長激素釋放抑制素參與生長的調(diào)節(jié)參與生長的調(diào)節(jié) 可用來治療可用來治療肢端肥大癥、急性胰腺炎等疾病肢端肥大癥、急性胰腺炎等疾病胰島素胰島素治療治療糖尿病糖尿病TPA（組織纖維酶原激活劑）（組織纖維酶原激活劑） 治療治療心臟、心臟、 肺、腦血

11、栓病肺、腦血栓病 EPO（促紅細胞生成素）（促紅細胞生成素）治療腎功能受損治療腎功能受損 引起的引起的貧血、出血貧血、出血白細胞介素白細胞介素-2治療治療腫瘤和感染性疾病腫瘤和感染性疾病 還有還有干擾素、生長激素、溶血栓劑、凝血干擾素、生長激素、溶血栓劑、凝血因子、人造血液代用品、基因疫苗因子、人造血液代用品、基因疫苗等等等等日本生產(chǎn)的日本生產(chǎn)的干擾素干擾素干擾素干擾素治療治療30多種有病毒傳多種有病毒傳染的疾病，如：水痘、乙型和丙型染的疾病，如：水痘、乙型和丙型肝炎、狂犬病，也可治療乳腺癌、肝炎、狂犬病，也可治療乳腺癌、骨髓瘤、淋巴瘤、白血病、黑色素骨髓瘤、淋巴瘤、白血病、黑色素瘤、腦瘤等常

12、見病、多發(fā)病。其中，瘤、腦瘤等常見病、多發(fā)病。其中，-干擾素干擾素對對愛滋病愛滋病的治療也有一定的治療也有一定的療效。的療效。 1.植物基因工程碩果累累植物基因工程碩果累累 1）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 2）抗病轉(zhuǎn)基因植物）抗病轉(zhuǎn)基因植物 3）抗逆轉(zhuǎn)基因植物）抗逆轉(zhuǎn)基因植物 4）改良植物品質(zhì)）改良植物品質(zhì) 2.動物基因工程前景廣闊動物基因工程前景廣闊 1）提高動物生長速度）提高動物生長速度 2）改善畜產(chǎn)品質(zhì)量）改善畜產(chǎn)品質(zhì)量 3）生產(chǎn)藥物）生產(chǎn)藥物 4）用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體）用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體 4.基因治療曙光初照基因治療曙光初照 1）基因治療的種類和方法：）基因治療的

13、種類和方法： 體外體外基因治療：基因治療：eg.腺苷酸脫氨酶基因腺苷酸脫氨酶基因的轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移 體內(nèi)體內(nèi)基因治療：基因治療： 2）基因治療的現(xiàn)狀：）基因治療的現(xiàn)狀：1、基因診斷：、基因診斷：用放射性同位素、熒光分子等用放射性同位素、熒光分子等標記的標記的DNA分子作探針，利用分子作探針，利用DNA分子雜交分子雜交原理原理，鑒定被測標本上的遺傳信息。，鑒定被測標本上的遺傳信息。-珠蛋白的珠蛋白的DNA探針探針 檢測鐮刀型細胞貧血癥檢測鐮刀型細胞貧血癥 苯丙氨酸羥化酶基因探針苯丙氨酸羥化酶基因探針 檢測苯丙酮尿癥檢測苯丙酮尿癥 腫瘤診斷：白血病癌基因制備的探針腫瘤診斷：白血病癌基因制備的探針 檢測白

14、血病檢測白血病首例基因治首例基因治療的療的受益者受益者 （美國美國1991年年）到到1998年底，世界范年底，世界范圍內(nèi)累計圍內(nèi)累計3134人接受人接受了基因轉(zhuǎn)移試驗了基因轉(zhuǎn)移試驗基因工程與環(huán)境保護基因工程與環(huán)境保護應(yīng)用：環(huán)境檢測、被污染環(huán)境的凈化應(yīng)用：環(huán)境檢測、被污染環(huán)境的凈化環(huán)境檢測環(huán)境檢測DNA探針檢測飲用水中病毒的探針檢測飲用水中病毒的含量含量 優(yōu)點優(yōu)點快速、靈敏、精確度高快速、靈敏、精確度高 環(huán)境凈化環(huán)境凈化假單孢桿菌假單孢桿菌能分解石油能分解石油一種假單孢桿菌只能分解石油中的一種成一種假單孢桿菌只能分解石油中的一種成分（烴類）分（烴類） “超級細菌超級細菌”（假單孢桿菌假單孢桿菌）

15、能分解四種烴能分解四種烴類類能能“吞噬吞噬”汞的細菌，能降解土壤中汞的細菌，能降解土壤中DDT的細菌，能凈化鎘污染的植物的細菌，能凈化鎘污染的植物基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用植物基植物基因工程因工程抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗病轉(zhuǎn)基因植物抗病轉(zhuǎn)基因植物抗逆轉(zhuǎn)基因植物抗逆轉(zhuǎn)基因植物改良植物品質(zhì)改良植物品質(zhì)動物基動物基因工程因工程提高動物生長速度提高動物生長速度改善畜產(chǎn)品質(zhì)量改善畜產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)藥物生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植供體用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植供體基因工程藥物異軍突起基因工程藥物異軍突起基因治療基因治療1基因治療是指基因治療是指 （ ）A、把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，達到治、

16、把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，達到治療疾病的目的療疾病的目的B. 對有缺陷的細胞進行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達到對有缺陷的細胞進行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達到治療疾病的目的治療疾病的目的C. 運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因突變回復(fù)正常突變回復(fù)正常D. 運用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達到治療運用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的疾病的目的2在人類染色體在人類染色體DNA不表達的堿基對中，有一部分不表達的堿基對中，有一部分是串聯(lián)重復(fù)的短序列，它們在個體之間有顯著的是串聯(lián)重復(fù)的短序列，它們在個體之間有顯

17、著的差異性，這種短序列可用于差異性，這種短序列可用于A生產(chǎn)基因工程藥物生產(chǎn)基因工程藥物 B偵查罪犯偵查罪犯C遺傳病的產(chǎn)前診斷遺傳病的產(chǎn)前診斷 D基因治療基因治療 3基因探針的組成不可能是基因探針的組成不可能是4我國科學(xué)家成功地將人的抗病毒干擾素基因轉(zhuǎn)移我國科學(xué)家成功地將人的抗病毒干擾素基因轉(zhuǎn)移到煙草到煙草DNA分子上，從而使煙草獲得了抗病毒的分子上，從而使煙草獲得了抗病毒的能力。這項技術(shù)所依據(jù)的遺傳學(xué)原理主要是能力。這項技術(shù)所依據(jù)的遺傳學(xué)原理主要是A堿基的互補配對原則堿基的互補配對原則 B中心法則中心法則C基因分離定律基因分離定律 D基因重組基因重組 5下圖示一項重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，字母下

18、圖示一項重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，字母X可可能代表能代表AA不能合成胰島素的細菌細胞不能合成胰島素的細菌細胞 B能合成抗體的人類細胞；能合成抗體的人類細胞；CC能合成胰島素的細菌細胞；能合成胰島素的細菌細胞； D不能合成抗生素的人類細不能合成抗生素的人類細胞胞 人胰島人胰島素基因素基因切開的切開的質(zhì)粒質(zhì)粒酶酶插入細插入細菌細胞菌細胞細胞分細胞分裂裂6 6上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高方法，使

19、轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高3030多倍，多倍，轉(zhuǎn)基因動物是指（轉(zhuǎn)基因動物是指（ ）A.A.提供基因的動物提供基因的動物 B B. .基因組中增加外源基因的動物基因組中增加外源基因的動物C.C.能產(chǎn)生白蛋白的動物能產(chǎn)生白蛋白的動物 D.D.能表達基因信息的動物能表達基因信息的動物7 7下列屬于利用基因工程技術(shù)培育的新品種的是下列屬于利用基因工程技術(shù)培育的新品種的是（ ）、耐寒的小黑麥、耐寒的小黑麥、抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉棉、太空椒、試管牛、太空椒、試管牛8 8下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是（）下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是（） A A、從大腸桿菌體內(nèi)

20、制取白細胞介素、從大腸桿菌體內(nèi)制取白細胞介素 B B、在酵母菌體內(nèi)獲得的干擾素、在酵母菌體內(nèi)獲得的干擾素 C CC C、在青霉菌體內(nèi)提取青霉素、在青霉菌體內(nèi)提取青霉素 D D、在腸桿菌體內(nèi)獲得胰島素、在腸桿菌體內(nèi)獲得胰島素6 6。下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是。下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是 A A、質(zhì)粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒、質(zhì)粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器狀細胞器 B B、質(zhì)粒是細菌細胞質(zhì)中能夠自主復(fù)制的小型、質(zhì)粒是細菌細胞質(zhì)中能夠自主復(fù)制的小型環(huán)狀環(huán)狀DNADNA分子分子 C C、質(zhì)粒只有在導(dǎo)入宿主細胞后才能在宿主細、質(zhì)粒只有在導(dǎo)入宿主細胞后才能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制胞內(nèi)復(fù)制 D D、細菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細胞外、細菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細胞外獨立進行的獨立進行的7 7科學(xué)家將含人的科學(xué)家將含人的-抗胰蛋白酶基因的抗胰蛋白酶基因的DNADNA片段，片段，注射到羊的受精卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌注射到羊的受精卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌含含-抗胰蛋白酶的奶。這一過程不涉及（）抗胰蛋白酶的奶。這一過程不涉及（）A DNAA DNA按照堿基互補配對原則自我復(fù)制按照堿基互補配對原則自我復(fù)制B DNAB DNA以其一條鏈為模板合成以其一條鏈為模板合成RNARNAC C 按照按照RNARNA密碼子的排列順序合成蛋白質(zhì)