專題28基因工程-2024年高考生物一輪復(fù)習(xí)課件

普通棉花轉(zhuǎn)基因抗蟲棉基因工程Geneticengineering指按照人們的愿望，通過(guò)

等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的

和生物制品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA

上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫作

。轉(zhuǎn)基因新的生物類型分子水平重組DNA技術(shù)1.概念：基因重組②操作水平：⑤操作結(jié)果：①操作原理：DNA分子水平獲得新的生物類型和生物產(chǎn)品③操作環(huán)境：生物體外④操作對(duì)象：基因⑥優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙、定向改造生物性狀。S型菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因進(jìn)入R型菌重組少數(shù)R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌知識(shí)拓展基因重組R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)：重組DNA技術(shù)的基本工具基因工程聚焦重組DNA技術(shù)所需的三種基本工具是什么？它們的作用分別是什么？01基因工程載體需要具備什么條件？02計(jì)時(shí)3min自主復(fù)習(xí)（教材70-73）限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"第一部分限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"切割DNA分子的工具是

，又稱限制酶。1.來(lái)源：2.種類：主要來(lái)自原核生物數(shù)千種限制酶不是一種酶，而是一類酶3.作用特點(diǎn)：專一性

能識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。限制性內(nèi)切核酸酶DNA是脫氧核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈3,5磷酸二酯鍵2.2DNA的結(jié)構(gòu)

限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"4.識(shí)別序列：EcoRⅠ5’…G-A-A-T-T-C…3’3’…C-T-T-A-A-G…5’SmaⅠ5’…C-C-C-G-G-G…3’3’…G-G-G-C-C-C…5’BamHⅠ5’…G-G-A-T-C-C…3’3’…C-C-T-A-G-G…5’TaqⅠ5’……T-C-G-A……3’3’……A-G-C-T……5’大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由6個(gè)核苷酸組成。例如，EcoRⅠ、SmaⅠ限制酶的識(shí)別序列均為6個(gè)核苷酸，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由4個(gè)、8個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸組成。限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"4.識(shí)別序列：EcoRⅠ5’…G-A-A-T-T-C…3’3’…C-T-T-A-A-G…5’SmaⅠ5’…C-C-C-G-G-G…3’3’…G-G-G-C-C-C…5’BamHⅠ5’…G-G-A-T-C-C…3’3’…C-C-T-A-G-G…5’TaqⅠ5’……T-C-G-A……3’3’……A-G-C-T……5’

限制酶所識(shí)別的序列的特點(diǎn)是：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對(duì)稱，無(wú)論是6個(gè)堿基還是4個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的，稱為回文序列。在該序列片段，一條鏈5’—3’的堿基順序與其互補(bǔ)鏈5’—3’的順序完全一致。限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"5.限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端：黏性末端或平末端限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"

實(shí)例1：EcoR

Ⅰ限制酶的切割

只能識(shí)別GAATTC序列，并特定使G和A之間磷酸二酯鍵斷開。AAGTTCCTTAAG

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，形成突出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。CTTAAGGAATTC限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"

實(shí)例2：Sma

Ⅰ限制酶的切割

只能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。CCCGGGGGGCCCCCCGGGGGGCCC當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"練習(xí)使用EcoRI剪切目的基因(黏性末端目的基因…TCCTAG…AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATGAATTCCATAC…GGTATG…GAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATG5′3′5′3′黏性末端限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"1.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。2.限制酶能切開RNA分子的磷酸二酯鍵嗎？不能。限制酶只能識(shí)別并切開雙鏈DNA分子。限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"6.限制酶名字的由來(lái)（了解）限制酶的命名是根據(jù)細(xì)菌種類而定：用生物屬名的頭一個(gè)字母與種加詞的頭兩個(gè)字母，組成了3個(gè)字母的略語(yǔ)，以此來(lái)表示這個(gè)酶是從哪種生物中分離出來(lái)的。以EcoRI為例:

E：Escherichia(屬)

co：coli(種)

R：RY13(品系)

I：首先發(fā)現(xiàn)在此類細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的順序EcoRⅠ：大腸桿菌（Escherichia

coli）R型菌株中分離出的第一個(gè)限制酶；SmaⅠ：粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia

marcescens）中分離出的第一個(gè)限制酶。限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"1.推測(cè)限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么？（了解）

原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”RestrictionEndonuclease——"MolecularScalpel"2.為什么限制酶不切割細(xì)菌本身的DNA分子？

通過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，細(xì)菌中含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識(shí)別切割序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。練習(xí)與應(yīng)用P74DNA連接酶——“分子縫合針”DNAligase——"Molecularsutureneedle"第二部分DNA連接酶——“分子縫合針”DNAligase——"Molecularsutureneedle"1.作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來(lái)，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。注意：不是連接氫鍵（氫鍵的形成不需要酶的催化）2.種類：類型E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源功能只縫合____________

縫合____________和____________結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的_________________大腸桿菌T4噬菌體黏性末端黏性末端平末端磷酸二酯鍵思考討論——重組DNA分子Thinkaboutit--reprogrammingDNAmolecules…TATCGTACGATAGGTACTTAA…ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC…GCCGTATG……TCCTAG…AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATGAATTCCATAC…GGTATG…GAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATG5′3′5′3′5′3′5′3′教材P73判斷以下說(shuō)法是否正確：因?yàn)轲ば阅┒说膲A基是互補(bǔ)的，在連接時(shí)，黏性末端可以通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，加快DNA連接酶的連接速度，而平末端則不能。A.兩個(gè)DNA片段的黏性末端必須互補(bǔ)才能通過(guò)DNA連接酶連接

起來(lái)。B.T4

DNA連接酶連接平末端的效率和連接黏性末端的效率相同。C.DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事。反饋練習(xí)FeedbacktopracticeDNA連接酶和DNA聚合酶的比較ComparisonofDNAligaseandDNApolymeraseDNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不同點(diǎn)模板作用對(duì)象作用結(jié)果用途都能催化形成磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì) 不需要需要DNA的一條鏈作模板形成完整的重組DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復(fù)制只能將單個(gè)核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵DNA連接酶、限制酶、DNA聚合酶、解旋酶、DNA酶的比較ComparisonofDNAligase,restrictionenzyme,DNApolymerase,helicaseandDNAenzyme項(xiàng)目DNA連接酶限制酶DNA聚合酶解旋酶DNA酶作用部位作用對(duì)象作用結(jié)果磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵DNA片段DNA單個(gè)的脫氧核苷酸DNADNA將兩個(gè)DNA片段連接成完整的DNA分子切割雙鏈DNA分子將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到DNA單鏈末端將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈大本P329基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”Thecarrierofageneintoareceptorcell——"MolecularTransporter"第三部分基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”Thecarrierofageneintoareceptorcell——"MolecularTransporter"將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，還需要“分子運(yùn)輸車”，載體。1.種類：（1）通常利用的載體是質(zhì)粒。（2）其他載體：噬菌體、動(dòng)植物病毒等。2.最常用的載體——質(zhì)粒（理解）一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子?；蜻M(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”Thecarrierofageneintoareceptorcell——"MolecularTransporter"3.載體需具備的條件：②有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，

供插入（攜帶）外源基因；③具有標(biāo)記基因，便于篩選含有

重組DNA分子的細(xì)胞；④對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離。真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的。DNA的粗提取與鑒定RoughextractionandidentificationofDNA第四部分自主復(fù)習(xí)（教材74-75），解決以下問(wèn)題：DNA粗提取原理？鑒定方法？實(shí)驗(yàn)材料選擇？能否用雞的紅細(xì)胞？過(guò)濾液在4℃冰箱放置幾分鐘/or研磨液直接離心目的？4℃低溫作用？計(jì)時(shí)2minDNA的粗提取與鑒定RoughextractionandidentificationofDNA1.實(shí)驗(yàn)原理提取原理：

利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在

方面的差異，可以利用這些差異，選適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ崛NA。DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精DNA能溶于物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液初步分離DNA和蛋白質(zhì)（DNA粗提液中可能含蛋白質(zhì)）溶解DNA物理和化學(xué)性質(zhì)DNA的粗提取與鑒定RoughextractionandidentificationofDNA1.實(shí)驗(yàn)原理DNA鑒定方法：在一定溫度下，DNA被

染成藍(lán)色。沸水浴二苯胺試劑計(jì)時(shí)3min2.材料用具

富含DNA的材料，如新鮮洋蔥、香蕉、菠菜和豬肝等。

不能選擇哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核和線粒體，幾乎不含DNA。①研磨的目的：破碎細(xì)胞的細(xì)胞壁，使內(nèi)溶物充分流出；②研磨時(shí)間不宜太長(zhǎng)：防止研磨時(shí)產(chǎn)生的熱量影響DNA的提取量③有條件的可以在材料處理的過(guò)程中加入纖維素酶、果膠酶：

研磨效果好（有利于充分研磨）④研磨不宜太用力DNA的粗提取與鑒定RoughextractionandidentificationofDNA3.方法步驟（1）通過(guò)研磨釋放DNA

稱取約30g洋蔥，切碎，然后放入研缽中，倒入10mL研磨液，充分研磨（可加入少量石英砂助研）。研磨液成分作用SDS使蛋白質(zhì)變性EDTA抑制DNA酶Tris-HCl緩沖液穩(wěn)定DNA在漏斗中墊上紗布，將洋蔥研磨液過(guò)濾到燒杯中，在4℃冰箱中放置幾分鐘后，再取上清液。也可以直接將研磨液倒入塑料離心管中，在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min，再取上清液放入燒杯中。DNA的粗提取與鑒定RoughextractionandidentificationofDNA（2）過(guò)濾獲取含DNA的上清液

為減少DNA的損失，過(guò)濾過(guò)程一般使用紗布去除細(xì)胞碎片，也可能含有核蛋白、多糖等雜質(zhì)①可抑制核酸水解酶的活性，進(jìn)而抑制DNA降解；②抑制DNA分子運(yùn)動(dòng)，使DNA易形成沉淀析出；③低溫有利于增加DNA的柔韌性，減少其斷裂。DNA的粗提取與鑒定RoughextractionandidentificationofDNA在上清液中加入體積相等的、預(yù)冷的酒精溶液（體積分?jǐn)?shù)為95%），靜置2~3min，溶液中出現(xiàn)的白色絲狀物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸去上面的水分；或者將溶液倒入塑料離心管中，在10000r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min，棄上清液，將管底的沉淀物（粗提取的DNA）晾干。（3）冷卻酒精析出DNA減少DNA斷裂，以便獲得較完整的DNA分子。DNA的粗提取與鑒定RoughextractionandidentificationofDNA（4）DNA的鑒定

取兩支20mL的試管，各加入2mol/L的NaCl溶液5mL。將絲狀物或沉淀物溶于其中一支試管的NaCI溶液中。向兩支試管中各加入4mL的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，將試管置于沸水中加熱5min。待試管冷卻后，比較兩支試管中溶液顏色的變化。

加入2mol/L氯化鈉溶液不加入絲狀物加入4mL二苯胺試劑加入2mol/L氯化鈉溶液加入絲狀物加入4mL二苯胺試劑實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組水浴加熱溶液藍(lán)色的深淺與溶液中DNA的含量的多少有關(guān)基因工程的基本操作程序基因工程Thebasicoperatingproceduresofgeneticengineeringy聚焦基因工程的基本操作程序主要包括哪幾個(gè)步驟？01基因工程操作的每一步涉及的技術(shù)和方法有哪些？02目的基因的篩選與獲取Screeningandacquisitionoftargetgenes第一部分目的基因的篩選與獲取Screeningandacquisitionoftargetgenes1.目的基因在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等相關(guān)的基因?？鼓嫘曰颍瓜x、抗藥基因）生產(chǎn)藥物基因毒物降解基因工業(yè)用酶基因根據(jù)不同需要，目的基因是不同的，它主要指編碼蛋白質(zhì)的基因。編碼蛋白質(zhì)的基因目的基因的篩選與獲取Screeningandacquisitionoftargetgenes

Bt抗蟲蛋白基因，“殺蟲基因”，是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉用到的目的基因，簡(jiǎn)稱Bt基因。

培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉用到的目的基因是什么？如何篩選目的基因（Bt基因）呢?普通棉花轉(zhuǎn)基因抗蟲棉計(jì)時(shí)1min目的基因的篩選與獲取Screeningandacquisitionoftargetgenes2.1篩選合適的目的基因從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中篩選，是較為有效的方法之一。制成殺蟲劑掌握目的基因的功能掌握目的基因的結(jié)構(gòu)防治棉花害蟲發(fā)現(xiàn)殺蟲作用與Bt基因有關(guān)掌握Bt基因的序列深入了解Bt基因的表達(dá)產(chǎn)物(Bt抗蟲蛋白)Bt基因是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉較為合適的目的基因。蘇云金桿菌目的基因的篩選與獲取Screeningandacquisitionoftargetgenes認(rèn)識(shí)基因結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，以及序列數(shù)據(jù)庫(kù)（GenBank）、序列比對(duì)工具（如BLAST）等的應(yīng)用，越來(lái)越多的基因的結(jié)構(gòu)和功能為人們所知，為找到合適的目的基因提供了更多的機(jī)會(huì)和可能。目的基因的篩選與獲取Screeningandacquisitionoftargetgenes2.2利用PCR特異性快速擴(kuò)增目的基因PCR由穆里斯等人于1985年發(fā)明，為此，穆里斯于1993年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。PCR是一項(xiàng)根據(jù)

的原理，在

提供參與DNA復(fù)制的

與

，對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。DNA半保留復(fù)制體外各種組分反應(yīng)條件PCR——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)目的基因的篩選與獲取——體內(nèi)DNA復(fù)制所需的基本組分Screeningandacquisitionoftargetgenes——ThebasicconditionsforDNAreplicationinthebody參與的組分在DNA復(fù)制中的作用解旋酶DNA母鏈4種脫氧核苷酸DNA聚合酶引物打開DNA雙鏈提供DNA復(fù)制的模板合成DNA子鏈的原料催化合成DNA子鏈?zhǔn)笵NA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸目的基因的篩選與獲取——利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因Screeningandacquisitionoftargetgenes——ThetargetgenewasobtainedandamplifiedbyPCR3′5′子鏈的延伸方向是5′→3′DNA聚合酶3′5′模板鏈子鏈DNA聚合酶只能催化單個(gè)脫氧核苷酸加到已有脫氧核苷酸片段的3′端，形成磷酸二酯鍵。引物為DNA聚合酶提供已有脫氧核苷酸片段，且提供了游離的3′端，使DNA聚合酶從3′端延伸子鏈。(DNA聚合酶不具有從頭合成子鏈的功能)目的基因的篩選與獲取——引物Screeningandacquisitionoftargetgenes——primer引物子鏈延伸子鏈延伸引物是決定PCR特異性的關(guān)鍵。-5′3′-引物5

′--3′5′--3′引物3′--5′目的基因的篩選與獲取——體外PCR所需的基本條件Screeningandacquisitionoftargetgenes——BasicrequirementsforinvitroPCR耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）DNA模板（含目的基因）引物（2種）在一定的緩沖溶液中進(jìn)行（一般添加Mg2+）四種脫氧核苷酸真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶需要Mg2+激活dATPdGTPdCTPdTTP目的基因的篩選與獲取——脫氧核苷三磷酸Screeningandacquisitionoftargetgenes——DeoxynucleosidetriphosphatedNTP

脫氧核苷酸dNDP核苷（A/T/G/C）A/T/G/C脫氧核糖PPP~~HOH

在PCR過(guò)程中實(shí)際加入的為dNTP（即dATP、dGTP、dTTP、dCTP），既可作為合成DNA子鏈的原料，又可為DNA的合成提供能量。目的基因的篩選與獲取——腺苷三磷酸——ATPScreeningandacquisitionoftargetgenes——Adenosinetriphosphate

腺嘌呤核糖PPP~~腺苷三磷酸（ATP）A-P~P~P

腺嘌呤核糖核苷酸(AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷（A)OHOH習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate2.利用PCR既可以快速擴(kuò)增特定基因,也可以檢測(cè)基因的表達(dá)。下列有關(guān)PCR的敘述錯(cuò)誤的是（）A.PCR用的DNA聚合酶是一種耐高溫酶B.變性過(guò)程中雙鏈DNA的解開不需要解旋酶C.復(fù)性過(guò)程中引物與模板鏈的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則D.延伸過(guò)程中需要DNA聚合酶、ATP和4種核糖核苷酸D目的基因的篩選與獲取——PCR的過(guò)程Screeningandacquisitionoftargetgenes——TheprocessofPCR第1步：變性5

′-3

′--3

′-5

′5

′-3

′--3

′-5

′當(dāng)溫度超過(guò)90℃時(shí)，雙鏈DNA解旋為單鏈。95℃目的基因的篩選與獲取——PCR的過(guò)程Screeningandacquisitionoftargetgenes——TheprocessofPCR5

′-3

′--3

′-5

′5

′--3

′-5

′3

′-第2步：復(fù)性當(dāng)溫度下降到50℃左右時(shí)，兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合。50℃目的基因的篩選與獲取——PCR的過(guò)程Screeningandacquisitionoftargetgenes——TheprocessofPCR5

′--3

′-5

′3

′-第3步：延伸5

′--3

′-5

′3

′-5

′--3

′-5

′3

′-當(dāng)溫度上升到72℃左右時(shí)，溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈。72℃目的基因的篩選與獲取——PCR的過(guò)程Screeningandacquisitionoftargetgenes——TheprocessofPCR第一輪循環(huán)的產(chǎn)物作為第二輪反應(yīng)模板，經(jīng)過(guò)變性、復(fù)性和延伸三步產(chǎn)生第二輪循環(huán)產(chǎn)物。5′--3′3′-5’3′--5′5′--3′5′--3′3′--5′5′--3′3′--5′5′--3′3′--5′5′--3′3′--5′第二輪循環(huán)的產(chǎn)物作為第三輪反應(yīng)模板，經(jīng)過(guò)變性、復(fù)性和延伸三步產(chǎn)生第三輪循環(huán)產(chǎn)物。5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)——擴(kuò)增產(chǎn)物的鑒定Polymerasechainreaction——Identificationofamplifiedproducts常采用瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)來(lái)鑒定PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。基因表達(dá)載體的構(gòu)建Constructionofgeneexpressionvector第二部分自主復(fù)習(xí)（教材80），解決以下問(wèn)題：為什么構(gòu)建基因表達(dá)載體/作用？基因表達(dá)載體結(jié)構(gòu)組成？各結(jié)構(gòu)作用？目的基因插入位點(diǎn)？基因表達(dá)載體與載體區(qū)分？基因表達(dá)載體構(gòu)建過(guò)程？計(jì)時(shí)2min基因表達(dá)載體的構(gòu)建Constructionofgeneexpressionvector1.基因表達(dá)載體的作用①使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在且遺傳給下一代;②使目的基因在受體細(xì)胞中能夠表達(dá)且發(fā)揮作用。

不是，游離的DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞，一般會(huì)直接被分解，就算可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯成蛋白質(zhì)，游離的DNA片段也無(wú)法隨著細(xì)胞分裂進(jìn)行復(fù)制，導(dǎo)致子代細(xì)胞不再含有目的基因?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心工作。

獲得目的基因Bt基因后直接導(dǎo)入受體細(xì)胞嗎？教材P80質(zhì)?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建Constructionofgeneexpressionvector2.基因表達(dá)載體的組成標(biāo)記基因復(fù)制原點(diǎn)啟動(dòng)子終止子限制酶切位點(diǎn)位于基因的上游，緊挨轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，具有驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的作用。位于基因下游，使轉(zhuǎn)錄在所需的地方停止下來(lái)。供目的基因插入載體中便于重組DNA的篩選能夠在受體細(xì)胞中自我復(fù)制或整合到受體DNA上教材P80基因表達(dá)載體的構(gòu)建——注意事項(xiàng)Constructionofgeneexpressionvector——Mattersneedingattention(1)基因工程中的基因表達(dá)載體≠載體：

基因表達(dá)載體與載體相比增加了

。

目的基因(2)目的基因插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)載體需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入

，若目的基因插入啟動(dòng)子部位，啟動(dòng)子將失去原功能。啟動(dòng)子和終止子之間的部位誘導(dǎo)型啟動(dòng)子誘導(dǎo)物作用激活或抑制目的基因表達(dá)誘導(dǎo)型啟動(dòng)子：教材P80基因表達(dá)載體的構(gòu)建Constructionofgeneexpressionvector3.基因表達(dá)載體構(gòu)建的流程（2）同種限制酶或產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶切割含目的基因的DNA片段（3）DNA連接酶目的基因限制酶切割位點(diǎn)（1）切載體限制酶切割位點(diǎn)質(zhì)粒重組DNA分子限制酶限制酶教材P80目的基因與載體的結(jié)合過(guò)程，實(shí)際上是不同來(lái)源的基因重組的過(guò)程。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell第三部分自主復(fù)習(xí)（教材81-82），解決以下問(wèn)題：將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法類型？具體操作過(guò)程？不同方法導(dǎo)入的植物細(xì)胞類型？農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理？轉(zhuǎn)化含義？農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法過(guò)程中兩次拼接指的是？?jī)纱螌?dǎo)入？如何篩選成功導(dǎo)入目的基因（基因表達(dá)載體）的受體細(xì)胞？計(jì)時(shí)2min將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——植物細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Plantcell1.花粉管通道法我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法。①可以用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。②可以在植物受粉后的一定時(shí)間內(nèi)，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入胚囊。教材P81將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——植物細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Plantcell2.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法采用最多轉(zhuǎn)化目的基因進(jìn)入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____的過(guò)程。受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是基因重組。教材P81將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——植物細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Plantcell2.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法①農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，而對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。采用最多②農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有Ti質(zhì)粒，農(nóng)桿菌能將Ti質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)

轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并將其整合到該細(xì)胞的DNA上。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理？特有基因槍法教材P81將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——植物細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Plantcell3.基因槍法適用于單子葉植物（了解）

基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力，將包裹在金屬顆粒表面的基因表達(dá)載體DNA打入受體細(xì)胞中，使目的基因與其整合并表達(dá)的方法。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Agrobacteriumtransformationmethod

__________插入Ti質(zhì)粒的________中形成重組Ti質(zhì)粒重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入__________轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞目的基因插入植物細(xì)胞中的________________上目的基因在植物細(xì)胞中穩(wěn)定存在并__________表達(dá)目的基因T-DNA農(nóng)桿菌染色體DNA農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法過(guò)程？教材P81將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Agrobacteriumtransformationmethod①兩次拼接第一次拼接：目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA上；第二次拼接(非人工操作)：被插入目的基因的T-DNA拼接到受體

細(xì)胞染色體的DNA上。筆記P81將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Agrobacteriumtransformationmethod②兩次導(dǎo)入第一次導(dǎo)入：將含目的基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌；第二次導(dǎo)入(非人工操作)：含目的基因的T-DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。

筆記P81將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Agrobacteriumtransformationmethod農(nóng)桿菌侵染不同方法植物受體細(xì)胞類型①將新鮮的從葉片上取下的圓形小片與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)，然后篩選轉(zhuǎn)化細(xì)胞，并再生成植株；②可以將花序直接浸沒在含有農(nóng)桿菌的溶液一段時(shí)間，然后培植植株并獲得種子，再進(jìn)行篩選、鑒定等。受體細(xì)胞為_______體細(xì)胞受體細(xì)胞為_______受精卵筆記P81受體細(xì)胞類型方法微生物細(xì)胞（常用大腸桿菌、土壤農(nóng)桿菌）動(dòng)物細(xì)胞（受精卵）植物細(xì)胞（受精卵/體細(xì)胞）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell花粉管通道法（受精卵）、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（受精卵/體細(xì)胞）顯微注射技術(shù)Ca2+處理法/感受態(tài)細(xì)胞法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——?jiǎng)游锛?xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Animalcells顯微注射法受精卵注射器固定吸管顯微注射儀將含有目的基因的表達(dá)裁體提純→顯微注射入動(dòng)物的受精卵→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物受體細(xì)胞：受精卵教材P82將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——微生物細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell——Microbialcell(感受態(tài)細(xì)胞法)大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞Ca2+混合表達(dá)載體緩沖液溶于吸收DNA，完成轉(zhuǎn)化使大腸桿菌處于一種易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)原理：用CaCl2處理大腸桿菌，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入宿主細(xì)胞。教材P82Ca2+處理法篩選成功導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell如何篩選成功導(dǎo)入目的基因（基因表達(dá)載體）的受體細(xì)胞？標(biāo)記基因——便于重組DNA分子的篩選載體上的標(biāo)記基因一般是某種抗生素的抗性基因，而受體細(xì)胞沒有抵抗該抗生素的能力。將含有某抗生素抗性基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，受體細(xì)胞對(duì)該抗生素產(chǎn)生抗性。在含有該抗生素的培養(yǎng)基上，能夠生存的是被導(dǎo)入了載體的受體細(xì)胞。教材P72篩選成功導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞Introducethetargetgeneintotherecipientcell在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上長(zhǎng)出單菌落的大腸桿菌細(xì)胞一定成功導(dǎo)入了基因表達(dá)載體嗎？No，單酶切導(dǎo)致了載體自身還化，載體不等于基因表達(dá)載體。思考分析——單酶切的缺點(diǎn)Thinkinganalysis——Disadvantagesofsingleenzymedigestionabcd限制酶切割DNA連接酶連接缺點(diǎn)1缺點(diǎn)2缺點(diǎn)3反向連接重組DNA質(zhì)粒自身環(huán)化目的基因自身環(huán)化思考分析——雙酶切Thinkinganalysis——Doubleenzyme限制酶a切割限制酶b切割限制酶a切割限制酶b切割DNA連接酶連接abcd質(zhì)粒不會(huì)重新環(huán)化目的基因不會(huì)被環(huán)化優(yōu)點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)2優(yōu)點(diǎn)3目的基因與質(zhì)粒不會(huì)發(fā)生反向連接確保目的基因與載體定向連接，減少重組雜物。目的基因的檢測(cè)與鑒定Detectionandidentificationoftargetgenes第四部分自主復(fù)習(xí)（教材82），解決以下問(wèn)題：為什么進(jìn)行目的基因的檢測(cè)與鑒定/作用？檢測(cè)對(duì)象？方法？計(jì)時(shí)1min目的基因的檢測(cè)與鑒定Detectionandidentificationoftargetgenes目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，是否穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過(guò)檢測(cè)與鑒定才知道。1.操作目的2.檢測(cè)對(duì)象轉(zhuǎn)錄出mRNA轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因翻譯出蛋白質(zhì)表現(xiàn)出性狀或產(chǎn)品的功能活性分子水平個(gè)體水平教材P82目的基因的檢測(cè)與鑒定Detectionandidentificationoftargetgenes1.分子水平的檢測(cè)①檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞、目的基因是否轉(zhuǎn)錄PCR擴(kuò)增轉(zhuǎn)基因生物提取DNADNA作為模板是否擴(kuò)增出目的基因PCR操作電泳操作非轉(zhuǎn)基因棉花轉(zhuǎn)基因抗蟲棉陰性對(duì)照Marker教材P82目的基因的檢測(cè)與鑒定——分子水平的檢測(cè)Detectionandidentificationoftargetgenes——Molecularleveldetection②檢測(cè)目的基因是否翻譯方法：抗原—抗體雜交技術(shù)蘇云金芽孢桿菌提取Bt抗蟲蛋白注射小鼠體內(nèi)抗體標(biāo)記抗體提取蛋白電泳分離抗原抗體雜交轉(zhuǎn)基因生物放射性檢測(cè)

（雜交帶）過(guò)程：提取轉(zhuǎn)基因植物的蛋白質(zhì)+相應(yīng)抗體→是否出現(xiàn)雜交帶教材P82目的基因的檢測(cè)與鑒定Detectionandidentificationoftargetgenes2.個(gè)體水平的檢測(cè)檢測(cè)目的基因是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀方法：抗蟲鑒定、抗病鑒定等棉鈴蟲棉鈴蟲（死亡）教材P82基因工程的應(yīng)用基因工程Applicationofgeneticengineering從社會(huì)中來(lái)Fromsociety

基因工程自20世紀(jì)70年代興起后，得到了飛速的發(fā)展，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面，展示出廣闊的前景?；蚬こ淘谵r(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinagricultureandanimalhusbandry第一部分基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth第二部分基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth1.微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞生產(chǎn)藥物對(duì)微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造，使他們能夠生產(chǎn)藥物。自主復(fù)習(xí)（教材90），解決以下問(wèn)題：乳腺生物反應(yīng)器指的是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺嗎？培育過(guò)程？為什么將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起？藥用蛋白基因存在于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的哪些細(xì)胞中？計(jì)時(shí)1min基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth2.哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth藥用蛋白基因（目的基因）乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件基因表達(dá)載體哺乳動(dòng)物受精卵早期胚胎代孕母體轉(zhuǎn)基因動(dòng)物培養(yǎng)胚胎移植分娩顯微注射進(jìn)入泌乳期后，分泌的乳汁中含有藥物蛋白過(guò)程教材P90基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth1.乳腺生物反應(yīng)器指的是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺嗎？乳腺中特異性表達(dá)的基因的啟動(dòng)子及目的基因在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物體的所有細(xì)胞中都存在，但該啟動(dòng)子只在乳腺細(xì)胞中被激活，使藥用蛋白基因（目的基因）只在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)。幾乎所有細(xì)胞不是，乳腺生物反應(yīng)器指的就是這個(gè)轉(zhuǎn)基因生物2.為什么將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等

調(diào)控元件重組在一起？3.藥用蛋白基因存在于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的哪些細(xì)胞中？基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth3.建立移植器官工廠自主復(fù)習(xí)（教材91），解決以下問(wèn)題：選用豬器官作為人類器官移植來(lái)源優(yōu)點(diǎn)？科學(xué)家采用什么方法，解決豬器官作為人類器官移植帶來(lái)的免疫排斥問(wèn)題。計(jì)時(shí)1min基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth3.建立移植器官工廠①豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人相似；最大的難題：豬的優(yōu)點(diǎn)：②豬體內(nèi)隱藏的致病基因遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于靈長(zhǎng)類動(dòng)物。存在免疫排斥反應(yīng)。教材P91基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinthefieldofmedicineandhealth對(duì)豬器官改造的方法：②設(shè)法除去抗原決定基因，然后再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會(huì)

引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。①在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定

基因的表達(dá)；教材P90基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinfoodindustry第三部分基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用Applicationofgeneticengineeringinfoodindustry阿斯巴甜苯丙氨酸殘基天冬氨酸殘基如：一種普遍使用的甜味劑（阿斯巴甜），主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，這兩種氨基酸可通過(guò)基因工程實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。微生物細(xì)胞（基因工程菌）生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等實(shí)例1：凝乳酶實(shí)例2：淀粉酶、脂酶基因工程在其他方面的應(yīng)用Otherapplicationsofgeneticengineering利用經(jīng)過(guò)基因改造的微生物生產(chǎn)清潔能源培育可以降解多種污染物的“超級(jí)細(xì)菌”治理環(huán)境污染練習(xí)與應(yīng)用Exercises＆application第四部分習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate1.將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長(zhǎng)激素的基因后，重新導(dǎo)人大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，再通過(guò)發(fā)酵工程就能大量生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素。下列敘述，正確的是()A.轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)激素基因需要解旋酶和DNA連接酶B.發(fā)酵產(chǎn)生的生長(zhǎng)激素屬于大腸桿菌的初生代謝物C.大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的變異可以遺傳D.大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等C習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate1.除草劑的有效成分草甘膦能夠?qū)Ｒ坏匾种艵PSP合酶的活性，從而使植物體內(nèi)多種代謝途徑受到影響而導(dǎo)致植物死亡。草甘膦沒有選擇性，它在除掉雜草的同時(shí)也會(huì)使作物受損。解決這個(gè)問(wèn)題的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。(1)下面是探究“轉(zhuǎn)入外源EPSP合酶基因能否使矮牽?？共莞熟ⅰ钡牧鞒蹋?qǐng)補(bǔ)充完整。①用

等處理目的基因和Ti質(zhì)粒，構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒;②將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌中;限制酶和DNA連接酶

習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate③利用含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染_____________細(xì)胞，再通過(guò)培育得到轉(zhuǎn)基因植株；④用草甘膦同時(shí)噴灑轉(zhuǎn)基因植株和對(duì)照組植株。結(jié)果:對(duì)照組植株死亡，轉(zhuǎn)基因植株存活，但也受到了影響。結(jié)論：

。矮牽牛轉(zhuǎn)基因矮牽牛對(duì)草甘膦產(chǎn)生了一定的抗性蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用基因工程聚焦蛋白質(zhì)工程的基本原理是什么？01蛋白質(zhì)工程已有哪些實(shí)際的應(yīng)用？02蛋白質(zhì)工程崛起的緣由Theriseofproteinengineering第一部分蛋白質(zhì)工程Proteinengineering指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)改造或合成基因，來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。定義教材P90蛋白質(zhì)工程崛起的緣由Theriseofproteinengineering緣由基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)(天然蛋白質(zhì));天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要滿足人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程，是涉及多學(xué)科的綜合科技工程。教材P90蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering第二部分自主復(fù)習(xí)（教材94），解決以下問(wèn)題：蛋白質(zhì)工程中如何設(shè)計(jì)改造蛋白質(zhì)？為什么？蛋白質(zhì)工程思路？蛋白質(zhì)工程的技術(shù)手段？計(jì)時(shí)2min蛋白質(zhì)工程的基本原理Basicprinciplesofproteinengineering改造蛋白質(zhì)的方法：改造或合成基因?qū)μ烊坏牡鞍踪|(zhì)進(jìn)行改造，為什么不是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的？①基因決定蛋白質(zhì)的合成，改造基因即為改造蛋白質(zhì)；②改造基因可以遺傳，改造蛋白質(zhì)無(wú)法遺傳；③蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，直接改造難度大，改造基因更容易操作。教材P94蛋白質(zhì)工程的基本原理——基因工程的思路Basicprinciplesofproteinengineering——Geneticengineeringideas基因mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯具有特定氨基酸序列的多肽鏈具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)行使生物功能盤曲折疊按照中心法則進(jìn)行教材P94預(yù)期蛋白質(zhì)功能生物功能推測(cè)折疊改變or合成翻譯轉(zhuǎn)錄基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列mRNA設(shè)計(jì)DNA蛋白質(zhì)工程的基本原理——蛋白質(zhì)工程的思路Basicprinciplesofproteinengineering——Proteinengineeringideas教材P94蛋白質(zhì)工程的技術(shù)手段Technicalmeansofproteinengineering借助計(jì)算機(jī)來(lái)建立蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)模型;利用晶體學(xué)技術(shù)來(lái)獲得蛋白質(zhì)的結(jié)晶體，然后通過(guò)X射線衍射技術(shù)，分析晶體的結(jié)構(gòu);用基因的定點(diǎn)突變技術(shù)來(lái)進(jìn)行堿基的替換①計(jì)算機(jī)技術(shù)②晶體學(xué)、X射線衍射技術(shù)③基因定點(diǎn)突變技術(shù)教材P94蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用Applicationofproteinengineering第三部分自主復(fù)習(xí)（教材95+94），解決以下問(wèn)題：速效胰島素類似物、干擾素研發(fā)過(guò)程操作的具體位點(diǎn)？人鼠嵌合抗體研發(fā)方案？提高玉米賴氨酸酶含量操作位點(diǎn)？計(jì)時(shí)2min自主復(fù)習(xí)（教材95+94），解決以下問(wèn)題：速效胰島素類似物、干擾素研發(fā)過(guò)程操作的具體位點(diǎn)？人鼠嵌合抗體研發(fā)方案？提高玉米賴氨酸酶含量操作位點(diǎn)？計(jì)時(shí)2min蛋白質(zhì)工程崛起的緣由Theriseofproteinengineering2.實(shí)例二氫吡啶二羧酸合成酶天冬氨酸激酶賴氨酸參與合成參與合成__352位的蘇氨酸變成異亮氨酸104位的天冬酰胺變成異亮氨酸教材P93-94練習(xí)與應(yīng)用Exercises＆application第四部分習(xí)題鞏固Exercisestoconsolidate3.水蛭素是一種蛋白質(zhì)，可用于預(yù)防和治療血栓。研究人員發(fā)現(xiàn)，用賴氨酸替換水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。在這項(xiàng)替換研究中，目前可行的直接操作對(duì)象是()A.基因B.氨基酸C.多肽鏈D.蛋白質(zhì)ADNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定基因工程AmplificationandelectrophoresisidentificationofDNAfragmentsDNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定AmplificationandelectrophoresisidentificationofDNAfragments實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解PCR和電泳鑒定的基本原理2.嘗試進(jìn)行PCR的基本操作并用電泳鑒定PCR的產(chǎn)物教材P84自主復(fù)習(xí)（教材84-85），解決以下問(wèn)題：PCR可以在體外進(jìn)行DNA片段擴(kuò)增的原理？PCR產(chǎn)物通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳鑒定的原理？為什么鑒定？凝膠中DNA分子染色的原因、完成染色的實(shí)驗(yàn)操作？常用的染色試劑（了解）？染色試劑使用方法？電泳過(guò)程中指示劑作用？指示劑使用方法？DNA染色試劑vs指示劑vs核酸染料？？計(jì)時(shí)10minDNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定AmplificationandelectrophoresisidentificationofDNAfragments實(shí)驗(yàn)原理PCR利用了DNA的熱變性原理，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合，PCR儀實(shí)質(zhì)上就是一臺(tái)能夠自動(dòng)調(diào)控溫度的儀器。一次PCR一般要經(jīng)歷30次循環(huán)。1.利用PCR在體外進(jìn)行DNA片段擴(kuò)增的原理：PCR擴(kuò)增DNA片段根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理（理論基礎(chǔ)）。

教材P84在一定的緩沖溶液中進(jìn)行（一般添加Mg2+）DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定AmplificationandelectrophoresisidentificationofDNAfragments微量離心管dATPdGTPdCTPdTTPPCR儀DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定AmplificationandelectrophoresisidentificationofDNAfragments2.DNA片段電泳鑒定的原理：（1）PCR的產(chǎn)物一般通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定。DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下