基因工程與蛋白質(zhì)工程公開課

1、關(guān)于基因工程和蛋白質(zhì)工程公開課第一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 基因工程又叫做 或 。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種 提取出來，加以 ，然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 改造生物的遺傳性狀?；蚱唇蛹夹g(shù)DNA重組技術(shù)基因修飾改造定向地一、基因工程的概念第二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月操作對(duì)象：操作環(huán)境：原理：操作水平：目的：體外基因重組DNA分子水平基因定向地改造生物的遺傳特性一、基因工程的概念第三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上？ 為什么能把一種生物的基因可以在另一種生物體內(nèi)表達(dá)？不同生物的DNA

2、都具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)和4種脫氧核苷酸組成不同的生物共用一套遺傳密碼思考第四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)來源：(2)特點(diǎn)：一種限切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列并在特定位點(diǎn)準(zhǔn)確切割DNA主要來自原核生物二、基因工程的基本工具1.基因工程的 限制性內(nèi)切酶 限制酶具有專一性第五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月EcoR 黏性末端黏性末端限制性內(nèi)切酶的作用過程第六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Sma 平末端平末端第七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 G1234512345 A第八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)來源：(2)特點(diǎn)：一

3、種限切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列并在特定位點(diǎn)準(zhǔn)確切割DNA (3)作用部位 磷酸二酯鍵主要來自原核生物二、基因工程的基本工具1.基因工程的 限制性內(nèi)切酶第九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。用同種限制酶切割來源不同的DNA獲得的黏性末端是否相同？ 相同思考不同的限制酶呢？ 不同第十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGEcoRGAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAG不同來源的DNA片段混合將不同種來源的DNA片段連接

4、起來生物A基因片段生物B基因片段GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAG酶切第十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）作用:催化磷酸二酯鍵形成，連接DNA片段二、基因工程的基本工具2.基因工程的 DNA連接酶第十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，Ecoli DNA連接酶即恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵 第十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）類型：EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶來源功能大腸桿菌T4噬菌體恢復(fù)磷酸二酯鍵只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端(效率較低)相同點(diǎn)差別（1）作用:催化

5、磷酸二酯鍵形成，連接DNA片段二、基因工程的工具2.基因工程的 DNA連接酶第十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月尋根問底DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?GCTTAAGCTTAA第十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）運(yùn)載體種類：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等二、基因工程的工具3.基因工程的 運(yùn)載體 質(zhì)粒：細(xì)菌細(xì)胞中一種很小的環(huán)狀DNA分子。裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌之外，并且有自我復(fù)制能力 （）質(zhì)粒上會(huì)存在某些標(biāo)記基因，標(biāo)記基因有什么用途？ （）要想將某個(gè)特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種限制性內(nèi)切酶和幾種DNA連接酶處理？第十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年

6、6月二、基因工程的工具3.基因工程的 運(yùn)載體 （2）條件：能自我復(fù)制并在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大小適中第十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有專一性(識(shí)別序列)切開DNA分子的磷酸二酯鍵DNA連接酶連接磷酸二酯鍵 種類E.coliDNA連接酶T4 DNA連接酶運(yùn)載工具具備的條件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,大小適中能在宿主細(xì)胞中自我復(fù)制并穩(wěn)定存在具一個(gè)多個(gè)限制酶切位點(diǎn)具標(biāo)記基因質(zhì)粒、 噬菌體衍生物 、動(dòng)植物病毒第十八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.科學(xué)家們經(jīng)過多年的努力

7、，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)基因工程，實(shí)施該工程的最終目的是A. 定向提取生物體的DNA分子B. 定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”C. 在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D. 定向地改造生物的遺傳性狀D練習(xí)第十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯(cuò)誤的是 A.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧苷酸序列B.限制酶的活性受溫度的影響C.限制酶能識(shí)別和切割RNAD.限制酶可從原核生物中提取練習(xí)C第二十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯(cuò)誤的是 A.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧苷酸序列B.限制酶的活性受溫度的影響C.限

8、制酶能識(shí)別和切割RNAD.限制酶可從原核生物中提取練習(xí)C第二十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.關(guān)于限制酶說法中，正確的是（ ）A限制酶是一種酶，只識(shí)別GAATTC堿基序列BEcoRI切割的是GA之間的氫鍵C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD限制酶只存在于原核生物中練習(xí)C第二十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4.以下說法正確的是 （ ）A.所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列B.質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體 C.運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接D.DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵C練習(xí)第二十三張，PPT共

9、六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.基因工程的操作工具：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶2.基因工程的工具酶：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體復(fù)習(xí)舊知3.限制性內(nèi)切酶的化學(xué)本質(zhì)是 ；DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)是 ；載體的化學(xué)本質(zhì)是 。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA4.限制性內(nèi)切酶的作用部位是 ；DNA連接酶的作用部位 。磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵第二十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)習(xí)舊知5.限制性內(nèi)切酶的特點(diǎn)：一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的 序列，并于 上準(zhǔn)確地切割雙鏈DNA分子。脫氧核糖核苷酸 特定位點(diǎn)6.載體必需具備的特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,大小適中2.能在宿主細(xì)胞中 并穩(wěn)定存在3.具一個(gè)或多個(gè) 。4.具

10、 基因自我復(fù)制限制酶切位點(diǎn)標(biāo)記第二十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.目的基因的獲取基因工程的一般程序2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與鑒定第二十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）目的基因的獲取三、基因工程的基本操作程序1.目的基因：主要指的是編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。2.獲取方法：（1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（3）通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接合成第二十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因基因文庫(kù) 將含有某種生物不同基因的許多DNA

11、片斷，導(dǎo)入到受體菌的群體中，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫(kù)?；蛭膸?kù) 基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)（cDNA文庫(kù)）第二十八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月基因文庫(kù)的構(gòu)建方法（1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因a.直接分離“鳥槍法”（原核細(xì)胞） 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便 缺點(diǎn)：工作量大，具一定盲目性b.人工合成 反轉(zhuǎn)錄（真核細(xì)胞）取出DNA用限制酶切斷DNA第二十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月通過對(duì)受體菌的培養(yǎng)而儲(chǔ)存基因基因文庫(kù)的儲(chǔ)存（1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因第三十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR全稱為多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在生

12、物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。 第三十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月條件：_、_ 、 _、 _。原理：_DNA復(fù)制脫氧核苷酸DNA引物熱穩(wěn)定DNA聚合酶模板DNA（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR全稱為多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。 過程：第三十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月模板DNA95第三十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月PCR的基本原理PCR反應(yīng)條件PCR過程PCR的特點(diǎn)50引物1引物2DNA引物第三十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月PCR的基本原理PCR反應(yīng)條件PCR過程PCR的特點(diǎn)引物1引

13、物2DNA引物72Taq酶Taq酶第三十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月PCR的基本原理PCR反應(yīng)條件PCR過程PCR的特點(diǎn)72第1輪結(jié)束第2輪開始第三十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月過程：a.DNA變性（90-95）：雙鏈DNA模板 在熱作用下，_斷裂，形成_b.退火（復(fù)性55-65）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部_。 c.延伸（70-75）：在Taq酶的作用下，從 引物的5端3端延伸，合成與模板互補(bǔ) 的_。 氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈第三十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列推測(cè)推測(cè)

14、目的基因化學(xué)合成（3）化學(xué)方法人工合成目的基因DNA合成儀第三十八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月從基因文庫(kù)中獲取利用PCR技術(shù)擴(kuò)增利用化學(xué)方法人工合成（一）目的基因的獲取三、基因工程的基本操作程序第三十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 用一定的_切割 質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切 口，露出_。 用_ 切斷目 的基因，使其產(chǎn)生_ _。 將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處， 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DNA連接酶（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心步驟）三、基因工程的基本步驟第四十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6

15、月重組載體組成： 三、基因工程的基本步驟a.目的基因b.啟動(dòng)子c.終止子d.標(biāo)記基因（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心步驟）第四十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞三、基因工程的基本步驟1.植物細(xì)胞：2.動(dòng)物細(xì)胞：3.微生物細(xì)胞：（受精卵、卵細(xì)胞、體細(xì)胞）（受精卵或早期胚胎干細(xì)胞）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法第四十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（雙子葉植物和裸子植物）Ti質(zhì)粒目的基因構(gòu)建表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞插入植物細(xì)胞染色DNA表達(dá)新性狀轉(zhuǎn)

16、入農(nóng)桿菌第四十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞 方法：顯微注射法（將基因表達(dá)載體提純，用顯微儀注射到受精卵中）思考：為什么要用受精卵而不用體細(xì)胞？第四十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月微生物作受體細(xì)胞原因：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)少過程：Ca2+處理大腸桿菌感受態(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DNA3.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞用Ca2處理，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性第四十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月受精卵體細(xì)胞受精卵細(xì)胞/個(gè)體農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法顯微注射技術(shù)用Ca2+處理成感受態(tài)細(xì)胞（三）將目的基因?qū)?/p>

17、入受體細(xì)胞三、基因工程的基本步驟第四十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.檢測(cè)（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定三、基因工程的基本步驟導(dǎo)入檢測(cè)：檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因DNA分子雜交法（或核酸探針法）第四十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄檢測(cè)：檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA分子雜交法（核酸探針法）翻譯檢測(cè)：檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)免疫法，提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交1.檢測(cè)（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定三、基因工程的基本步驟導(dǎo)入檢測(cè)：檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因DNA分子雜交法（或核酸探針法）第四十八張，PPT共六十

18、一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.檢測(cè):是否插入目的基因是否轉(zhuǎn)錄是否翻譯2.鑒定:個(gè)體生物學(xué)水平鑒定（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定三、基因工程的基本步驟第四十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月歸納: 基因工程的基本操作程序1.獲取目的基因2.構(gòu)建基因表達(dá)載體3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與鑒定從基因文庫(kù)利用PCR化學(xué)方法人工合成目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因載體轉(zhuǎn)化法（微生物）、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（植物）、顯微注射法（動(dòng)物）第五十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 基因工程的應(yīng)用第五十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用抗蟲棉金米第五十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用提取 基因 構(gòu)建基因表達(dá)載體：將目的基因與 結(jié)合（ 酶）將目的基因?qū)?細(xì)胞 目的基因的檢測(cè)與鑒定 載體毒蛋白限制性內(nèi)切酶、DNA連接棉花第五十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.基因工程藥物2.基因診斷我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物診斷原理：DNA分子雜交原理生產(chǎn)胰島素二、基因工程在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用第五十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鐮刀型細(xì)胞貧血癥的治療方案正?；蚩寺∪梭w中編碼血紅蛋白的正常基因?qū)⒄；虿迦氲捷d體中載體載體插入到造血干細(xì)胞