《專題一 基因工程選修三DNA重組技術(shù)的基本,基因工程的基本操作程序,基因工程的應(yīng)用,蛋白質(zhì)工程的崛起》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《專題一 基因工程選修三DNA重組技術(shù)的基本,基因工程的基本操作程序,基因工程的應(yīng)用,蛋白質(zhì)工程的崛起（93頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1. 1.什么叫基因？什么叫基因？思考討論思考討論3.3.遺傳信息是如遺傳信息是如何表達(dá)的？何表達(dá)的？ 2.2.基因、基因、DNADNA、染色體、染色體之間是怎樣的關(guān)系？之間是怎樣的關(guān)系？蘇云金芽孢桿菌蘇云金芽孢桿菌 按照人們的愿望按照人們的愿望，在，在DNADNA分子水平上分子水平上進(jìn)進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外體外DNADNA重組重組和和轉(zhuǎn)基轉(zhuǎn)基因技術(shù)因技術(shù)，賦予生物以，賦予生物以新的遺傳特性新的遺傳特性，從而，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。生物產(chǎn)品。別別 名名操作環(huán)境操作環(huán)境操作對象操作對象操作水平操作水平原原

2、理理結(jié)結(jié) 果果DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)生物體外生物體外基因基因DNADNA分子水平分子水平定向地改造生物的遺傳性狀定向地改造生物的遺傳性狀基因重組基因重組細(xì)胞生物都以細(xì)胞生物都以DNADNA作為遺傳物質(zhì)，且其基作為遺傳物質(zhì)，且其基本結(jié)構(gòu)是相同的；本結(jié)構(gòu)是相同的；各種生物表達(dá)基因共用一套密碼子。各種生物表達(dá)基因共用一套密碼子。項項 目目內(nèi)內(nèi) 容容來源來源種類及命名種類及命名作用特點(diǎn)作用特點(diǎn)作用結(jié)果作用結(jié)果主要來源于原核生物主要來源于原核生物屬名頭字母屬名頭字母+ +種名頭種名頭2 2字母字母現(xiàn)已從現(xiàn)已從300300微生物中分離出約微生物中分離出約40004000種限制酶種限制酶識別雙鏈識別雙

3、鏈DNADNA分子中分子中特定核苷酸序列特定核苷酸序列切割特定序列中的切割特定序列中的特定位點(diǎn)特定位點(diǎn)專一性專一性項項 目目內(nèi)內(nèi) 容容來源來源種類及命名種類及命名作用特點(diǎn)作用特點(diǎn)作用結(jié)果作用結(jié)果主要來源于原核生物主要來源于原核生物屬名頭字母屬名頭字母+ +種名頭種名頭2 2字母字母現(xiàn)已從現(xiàn)已從300300微生物中分離出約微生物中分離出約40004000種限制酶種限制酶能夠識別雙鏈能夠識別雙鏈DNADNA分子分子某種特定核苷酸某種特定核苷酸序列序列，并且使每一條鏈中，并且使每一條鏈中特定部位特定部位的的兩個核苷酸之間的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵斷開。斷開。黏性末端或平末端黏性末端或平末

4、端 DNA1CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT DNA2GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重組重組DNADNAGGCATCTTAAAATTCCGTAG 由于切割后的載體和目的基因具有相同的末端，故重組由于切割后的載體和目的基因具有相同的末端，故重組DNADNA存在存在3 3中中可能連接可能連接。即。即 、 、 。重組重組DNADNA一定是載體一定是載體- -目的基因連接嗎？目的基因連接嗎？載體載體- -目的基因目的基因載體載體- -載體載體目的基因目的基因- -目的基因目的基因項目項目內(nèi)容內(nèi)容種類種類作用作用部位部位結(jié)果結(jié)果E.coli DNAE

5、.coli DNA連接酶連接酶T T4 4 DNA DNA連接酶連接酶只作用于只作用于 末端末端主要作用于主要作用于 末端，末端，還可作用于還可作用于 末端末端磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵黏性黏性平平黏性黏性通過形成新的磷酸二酯鍵，通過形成新的磷酸二酯鍵，形成重組形成重組DNADNA復(fù)習(xí)復(fù)習(xí) 基因工程的原理？基因工程的原理？ 基因工程的基本工具？基因工程的基本工具？ 限制酶的作用特點(diǎn)及作用結(jié)果？限制酶的作用特點(diǎn)及作用結(jié)果？ DNA連接酶的種類及作用特點(diǎn)？連接酶的種類及作用特點(diǎn)？ DNA連接酶和連接酶和DNA聚合酶的比較？聚合酶的比較？DNA連接酶連接酶DNA聚合酶聚合酶作用實(shí)質(zhì)作用實(shí)質(zhì)作用過程作用過程

6、催化兩個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵催化兩個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵在兩個在兩個DNADNA片段之片段之間形成磷酸二酯鍵間形成磷酸二酯鍵將單個核苷酸加到將單個核苷酸加到DNADNA片段上，形成磷片段上，形成磷酸二酯鍵酸二酯鍵項目項目內(nèi)容內(nèi)容作用作用具備具備條件條件種類種類質(zhì)粒質(zhì)粒能夠在宿主細(xì)胞中能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存復(fù)制并穩(wěn)定地保存；目的基因怎樣才能遺傳到子細(xì)胞呢？目的基因怎樣才能遺傳到子細(xì)胞呢？將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞 具有特殊的具有特殊的標(biāo)記基因標(biāo)記基因，便于進(jìn)行，便于進(jìn)行篩選篩選；質(zhì)粒質(zhì)粒、噬菌體的衍生物和動植物病毒噬菌體的衍生物和動植物病毒一種祼露的、

7、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核一種祼露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNADNA之外，之外，能夠自我復(fù)制的很小的雙鏈環(huán)狀能夠自我復(fù)制的很小的雙鏈環(huán)狀DNADNA分子。分子。對受體細(xì)胞對受體細(xì)胞無害無害具有一個或多個具有一個或多個限制酶切點(diǎn)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因插入；，以便與外源基因插入；載體能對受體細(xì)胞有害嗎？載體能對受體細(xì)胞有害嗎？載體怎樣才能具有能連接不同目的基因的潛能呢？載體怎樣才能具有能連接不同目的基因的潛能呢？目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞，你如何察覺？目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞，你如何察覺？ 已知標(biāo)記基因有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉已知標(biāo)記基因有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素的基因，素的基因，現(xiàn)探討

8、某細(xì)菌的質(zhì)粒中有無標(biāo)記基因現(xiàn)探討某細(xì)菌的質(zhì)粒中有無標(biāo)記基因或標(biāo)記基因是什么或標(biāo)記基因是什么？請設(shè)計實(shí)驗、預(yù)期實(shí)驗結(jié)果，？請設(shè)計實(shí)驗、預(yù)期實(shí)驗結(jié)果，并得出相應(yīng)的實(shí)驗結(jié)論。并得出相應(yīng)的實(shí)驗結(jié)論。不添加抗不添加抗生素生素添加一定濃添加一定濃度的度的四環(huán)素四環(huán)素添加一定濃添加一定濃度的度的氨芐青氨芐青霉素霉素添加一定濃度添加一定濃度的的兩種抗生素兩種抗生素A AB BC CD DA A組組B B組組C C組組D D組組結(jié)結(jié) 論論預(yù)期一預(yù)期一預(yù)期二預(yù)期二預(yù)期三預(yù)期三預(yù)期四預(yù)期四既既含有抗四環(huán)素基因含有抗四環(huán)素基因 也也含有抗氨芐青霉素基因含有抗氨芐青霉素基因只含有抗四環(huán)素基因只含有抗四環(huán)素基因只含有抗氨

9、芐青霉素基因只含有抗氨芐青霉素基因既既不含有不含有抗四環(huán)素基因抗四環(huán)素基因 也也不含有不含有抗氨芐青霉素基因抗氨芐青霉素基因不添加抗不添加抗生素生素添加一定濃添加一定濃度的度的四環(huán)素四環(huán)素添加一定濃度的添加一定濃度的氨芐青霉素氨芐青霉素添加一定濃度添加一定濃度的的兩種抗生素兩種抗生素A AB BC CD D三大工具三大工具分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶分子縫合針分子縫合針DNADNA連接酶連接酶分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車運(yùn)載體運(yùn)載體非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動子啟動子終止子終止子mRNAmRNA非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動子啟動子外顯子外顯子內(nèi)含

10、子內(nèi)含子終止子終止子成熟成熟mRNAmRNA目的基因的獲取目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定有了目的基因，我們才有了目的基因，我們才能賦予一種生物以另一能賦予一種生物以另一種生物的遺傳特性。種生物的遺傳特性。使目的基因在受體細(xì)胞使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并可進(jìn)行中穩(wěn)定存在，并可進(jìn)行遺傳、表達(dá)和發(fā)揮作用遺傳、表達(dá)和發(fā)揮作用 載體進(jìn)入受體細(xì)胞穩(wěn)定載體進(jìn)入受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)一種生表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)一種生物的基因在另一種生物物的基因在另一種生物中的轉(zhuǎn)化。中的轉(zhuǎn)化。 才能確定目的基因是否才能確定目的

11、基因是否真正在受體細(xì)胞中穩(wěn)定真正在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳和正確表達(dá)。遺傳和正確表達(dá)。1 12 23 34 4（一）目的基因主要是（一）目的基因主要是_。編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因（三）獲取目的基因的常用方法有哪些（三）獲取目的基因的常用方法有哪些? ?1 1、從基因文庫中獲取、從基因文庫中獲取2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增3 3、化學(xué)方法人工合成、化學(xué)方法人工合成（二）目的基因的來源：（二）目的基因的來源：1 1、從自然界中已有物種中分離出來、從自然界中已有物種中分離出來2 2、人工的方法合成、人工的方法合成1.1.基因文庫：基因文庫：2.2.基因文庫的分類：基因文庫

12、的分類：種種類類基因組文庫：基因組文庫：含有一種生物的含有一種生物的全部全部基因基因部分基因文庫：部分基因文庫：只包含了一種生物的只包含了一種生物的部分部分基因，基因， 如：如：cDNA文庫文庫提取某種生物的全部提取某種生物的全部DNADNA限制酶切限制酶切一定大小的一定大小的DNADNA片段片段與載體連接與載體連接導(dǎo)入受體菌中儲存導(dǎo)入受體菌中儲存基因組文庫基因組文庫3 3. .基因文庫的構(gòu)建方法基因文庫的構(gòu)建方法（1 1）基因組文庫）基因組文庫某種生物的單鏈某種生物的單鏈mRNAmRNA單鏈互補(bǔ)單鏈互補(bǔ)DNADNA雙鏈雙鏈DNADNA片段片段導(dǎo)入受體菌中儲存導(dǎo)入受體菌中儲存與載體連接與載體連

13、接cDNAcDNA文庫文庫逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶聚合酶（2 2）部分基因文庫）部分基因文庫文庫類型文庫類型cDNA文庫文庫基因組文庫基因組文庫文庫大小啟動子內(nèi)含子基因多少物種間基因交流 1. 1.概念：概念：PCRPCR全稱為全稱為_，是一項，是一項 在生物在生物_復(fù)制復(fù)制_的核酸合成技的核酸合成技術(shù)。術(shù)。 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外體外特定特定DNADNA片段片段2.2.原理：原理：體外模擬雙鏈體外模擬雙鏈DNADNA復(fù)制復(fù)制四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸(dNTP)(dNTP) 一對引物：一對引物：熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定DNADNA聚合酶聚合酶(Taq(Taq酶）酶）模板模板DNA( DN

14、A( 含有目的基因含有目的基因 ) ) 與目的基因的起始段互補(bǔ)核苷酸與目的基因的起始段互補(bǔ)核苷酸序列序列一段已知目的基因的核苷酸序列一段已知目的基因的核苷酸序列變性變性（90-9590-95）：）：目的基因目的基因DNADNA受熱變性受熱變性后解鏈為單鏈；后解鏈為單鏈；復(fù)性復(fù)性（55-6555-65）：）：引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合；序列結(jié)合； 延伸延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，合成與酶的作用下，合成與模板互補(bǔ)的模板互補(bǔ)的DNADNA鏈；鏈； 約約2 2n n PCR技術(shù)技術(shù)DNA復(fù)制復(fù)制相相同同點(diǎn)點(diǎn)原料原料條件條件不不同同點(diǎn)點(diǎn)解旋解旋方式方式

15、場所場所酶酶結(jié)果結(jié)果四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸模板、能量、酶模板、能量、酶高溫下變性解旋高溫下變性解旋解旋酶催化解旋酶催化體外復(fù)制體外復(fù)制主要細(xì)胞核內(nèi)主要細(xì)胞核內(nèi)熱穩(wěn)定的熱穩(wěn)定的DNA聚合酶聚合酶細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的DNA聚合酶聚合酶大量的大量的DNA片段片段形成整個形成整個DNA分子分子適用：基因比較小，核苷酸序列已知適用：基因比較小，核苷酸序列已知1.目的：目的：使目的基因使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用能夠表達(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：啟動子啟動子+

16、+目的基因目的基因+ +終止子終止子+ +標(biāo)記基因標(biāo)記基因（一）轉(zhuǎn)化：（一）轉(zhuǎn)化： （二）方法（二）方法目的基因進(jìn)入目的基因進(jìn)入_內(nèi)，并且在內(nèi)，并且在 受體細(xì)胞內(nèi)維持受體細(xì)胞內(nèi)維持_和和_的過程。的過程。受體細(xì)胞受體細(xì)胞穩(wěn)定穩(wěn)定表達(dá)表達(dá)1 1、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法：、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法：（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 農(nóng)桿菌特點(diǎn)：農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染易感染雙子葉植物和裸子植物雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。子葉植物沒有感染能力。原理：植物體受損傷時，傷口細(xì)胞會分泌原理：植物體受損傷時，傷口細(xì)胞會分泌酚酚類化合物類化合物，吸引農(nóng)桿菌，農(nóng)桿菌的，吸

17、引農(nóng)桿菌，農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的質(zhì)粒上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的胞染色體的DNA上上。過程：過程：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)有效經(jīng)濟(jì)有效（2）基因槍法基因槍法 （3）花粉管通道法花粉管通道法缺點(diǎn)：成本較高缺點(diǎn)：成本較高 受體細(xì)胞受體細(xì)胞 (單子葉植物單子葉植物)我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉2 2、將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞、將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞方法：方法：顯微注射法顯微注射法程序：程序：常用的動物受體細(xì)胞：常用的動物受體細(xì)胞：受精卵和卵細(xì)胞受精卵和卵細(xì)胞3 3、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞原核生

18、物特點(diǎn)：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少原核生物特點(diǎn)：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少方法：方法： 用用Ca2+處理細(xì)胞處理細(xì)胞 感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞(吸收環(huán)境中吸收環(huán)境中DNA生理狀態(tài)生理狀態(tài))表達(dá)載體表達(dá)載體(緩沖液緩沖液)與感受態(tài)細(xì)胞混合與感受態(tài)細(xì)胞混合(溫度溫度)感受態(tài)細(xì)胞吸收感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子分子（二）方法（二）方法將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胫参锛?xì)胞植物細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)雱游锛?xì)胞動物細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胛⑸锛?xì)胞微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法顯微注射法顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法感受態(tài)細(xì)胞法（一）檢測（分子水平）（一）檢測（

19、分子水平）1 1、檢測轉(zhuǎn)基因生物的、檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因提取轉(zhuǎn)基因生物的基因組提取轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA用含目的基因的用含目的基因的DNA片段用片段用放射性同位素放射性同位素等等作標(biāo)記，以此做作標(biāo)記，以此做探針探針使探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組雜交使探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組雜交,若顯示出若顯示出雜交帶雜交帶，表明染色體已插入染色體，表明染色體已插入染色體DNA中中（1）方法方法: :DNADNA分子雜交分子雜交（2）過程）過程:2 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mRNAmRNA3 3、檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)、檢測目的基因是否

20、翻譯成蛋白質(zhì)（1 1）方法）方法: : 分子雜交分子雜交方法方法: 抗原抗原- -抗體雜交抗體雜交（2）過程）過程: 用上述探針和轉(zhuǎn)基因生物的用上述探針和轉(zhuǎn)基因生物的mRNA雜交，若雜交，若出現(xiàn)出現(xiàn)雜交帶雜交帶,表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA（二）鑒定（個體生物學(xué)水平）（二）鑒定（個體生物學(xué)水平）抗蟲、抗病接種實(shí)驗，活性比較等抗蟲、抗病接種實(shí)驗，活性比較等人體細(xì)胞人體細(xì)胞質(zhì)粒質(zhì)粒大腸桿菌大腸桿菌目的基因目的基因(人胰島素基因人胰島素基因)用同一種限制酶用同一種限制酶進(jìn)行酶切進(jìn)行酶切DNA連接酶連接目的基因和質(zhì)粒連接酶連接目的基因和質(zhì)粒重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒(重組重組DNA)重組質(zhì)粒

21、導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞繁殖繁殖人胰島素人胰島素復(fù)制目的基因復(fù)制目的基因1.1. 獲取目的基因獲取目的基因u從基因文庫中獲取目的基因從基因文庫中獲取目的基因u利用利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因技術(shù)擴(kuò)增目的基因u化學(xué)方法人工合成目的基因化學(xué)方法人工合成目的基因2.2. 構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體u目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因3.3. 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞u植物、動物、微生物植物、動物、微生物4.4. 目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定u檢測：分子水平是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯檢測：分子水平是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯

22、u鑒定：個體水平鑒定：個體水平1.1. 基因工程的基本工具？基因工程的基本工具？2.2. 限制酶的特點(diǎn)？限制酶的特點(diǎn)？3.3. DNADNA連接酶和載體的種類？連接酶和載體的種類？4.4. 基因工程的基本操作程序？基因工程的基本操作程序？5.5. 獲取目的基因的方法？獲取目的基因的方法？6.6. 基因工程的核心步驟是？基因工程的核心步驟是？7.7. 基因表達(dá)載體的組成？基因表達(dá)載體的組成？8.8. 將抗蟲基因轉(zhuǎn)移到棉花細(xì)胞中遺傳和表達(dá)稱為？將抗蟲基因轉(zhuǎn)移到棉花細(xì)胞中遺傳和表達(dá)稱為？9.9. 將目的基因?qū)胫参?、動物、微生物?xì)胞的方法？將目的基因?qū)胫参铩游?、微生物?xì)胞的方法？10.10.T-

23、DNAT-DNA的特點(diǎn)？的特點(diǎn)？11.11.目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵？目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵？12.12.目的基因的檢測與鑒定的方法？目的基因的檢測與鑒定的方法？轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力提高農(nóng)作物的抗逆能力, ,以及以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)改良農(nóng)作物的品質(zhì)和和利用植物生產(chǎn)藥物利用植物生產(chǎn)藥物等方面。等方面。殺蟲基因：殺蟲基因： BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因植物凝集素基因BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因淀粉酶抑

24、制劑基因植物凝集素基因植物凝集素基因產(chǎn)生的抑制劑可與害蟲消化道的蛋白酶結(jié)合淀粉酶抑制劑抑制昆蟲消化道中的淀粉酶活性合成的糖蛋白可與昆蟲腸道粘膜上的某種物質(zhì)結(jié)合編碼的蛋白質(zhì)在害蟲腸道降解成有毒的多肽轉(zhuǎn)基因抗蟲棉轉(zhuǎn)基因抗蟲棉病原微生物：病原微生物：主要有病毒、真菌和細(xì)菌等。主要有病毒、真菌和細(xì)菌等?？箍共〔∞D(zhuǎn)基因植物采用的基因：轉(zhuǎn)基因植物采用的基因：抗抗真菌真菌轉(zhuǎn)基因植物采用的基因：轉(zhuǎn)基因植物采用的基因：病毒外殼蛋白基因（病毒外殼蛋白基因（CPCP基因）基因）病毒復(fù)制酶基因病毒復(fù)制酶基因幾丁質(zhì)酶基因幾丁質(zhì)酶基因抗毒素合成基因抗毒素合成基因可以調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因可以調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因

25、抗凍蛋白基因抗除草劑基因抗除草劑基因?qū)⒈匦璋被岷慷嗟牡鞍踪|(zhì)編碼基因?qū)雽⒈匦璋被岷慷嗟牡鞍踪|(zhì)編碼基因?qū)胫参?；改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵植物；改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性。酶的活性。例如：將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)Ю纾簩⒏缓嚢彼岬牡鞍踪|(zhì)編碼基因?qū)胗衩?，賴氨酸含量提高入玉米，賴氨酸含量提?0%30%。將控制番茄果實(shí)成熟的基因?qū)敕?，獲得將控制番茄果實(shí)成熟的基因?qū)敕?，獲得轉(zhuǎn)基因延熟番茄；轉(zhuǎn)基因延熟番茄；將植物花青素代謝有將植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)牖ɑ苤碴P(guān)的基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗Ｖ?，出現(xiàn)顏物矮牽牛中，出現(xiàn)顏色變異。色變異。1.用于提高動物生長速度2.用

26、于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)外源生長素基因外源生長素基因?qū)⒛c乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M普通鼠和生長速度加快的普通鼠和生長速度加快的轉(zhuǎn)基因鼠（右）轉(zhuǎn)基因鼠（右）3.用轉(zhuǎn)基因的動物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器乳房生物反應(yīng)器乳房生物反應(yīng)器將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因?qū)⑺幱玫鞍谆蚺c乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起。的啟動子等調(diào)控組件重組在一起。獲取目的基因獲取目的基因（例如血清蛋白基因）（例如血清蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動子）（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動子）顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精

27、卵中形成胚胎形成胚胎將胚胎送入母體動物將胚胎送入母體動物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性動（只有在產(chǎn)下的雌性動物個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）物個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）4.用轉(zhuǎn)基因的動物作器官移植的供體1、供體動物：、供體動物：2、存在的難題：、存在的難題：3、解決方法：、解決方法：將供體基因組導(dǎo)入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑將供體基因組導(dǎo)入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)；制抗原決定基因的表達(dá)；或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。官。豬豬免疫排斥

28、免疫排斥 利用基因工程方法制造利用基因工程方法制造“工程菌工程菌”，可，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。我國已生產(chǎn)的產(chǎn)品：我國已生產(chǎn)的產(chǎn)品：白細(xì)胞介素白細(xì)胞介素-2、干擾素、干擾素、乙肝疫苗等。乙肝疫苗等。近近20種，年產(chǎn)值達(dá)種，年產(chǎn)值達(dá)30億。億。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，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。作用：胰島素是治療糖尿病的特效藥。作用：胰島素是治療糖尿病的特效藥。 傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：傳統(tǒng)生產(chǎn)方法： 主要從豬、牛等家畜主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每的胰腺中提取，每1

29、00kg100kg胰腺只能提取胰腺只能提取4 45g5g胰島素。產(chǎn)量低，價格昂貴。胰島素。產(chǎn)量低，價格昂貴?；蚬こ谭椒ǎ夯蚬こ谭椒ǎ?9791979年，科學(xué)家將動物年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNADNA分子重組，分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。19821982年，美國一家基因公司用基因工程年，美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場，售價降低了方法生產(chǎn)的胰島素投入市場，售價降低了30%30%50%50%。 化學(xué)本質(zhì)：是病毒侵入動物或人體細(xì)胞后產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)：是病毒侵入動物或人體細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。的一種糖蛋

30、白。作用：抗病毒的特效藥。作用：抗病毒的特效藥。 干擾素產(chǎn)品干擾素產(chǎn)品 治療侏儒癥的唯一方法：是向人體注射治療侏儒癥的唯一方法：是向人體注射生長激素。生長激素。 傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：需解剖尸體，從大腦的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。底部摘取垂體，并從中提取生長激素。 基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)Щ蚬こ谭椒?，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。入大腸桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。 人們從人們從 450 L450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于生長激素，相當(dāng)于6 6萬具尸體的全部產(chǎn)量。萬具尸體的全部產(chǎn)量。 1）原理

31、：）原理：把正?；虬颜；?qū)雽?dǎo)入病人體內(nèi)，使該病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，達(dá)到基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，達(dá)到治療疾病的目的。治療疾病的目的。2）實(shí)例：）實(shí)例：復(fù)合型免疫缺陷癥復(fù)合型免疫缺陷癥3）基因治療的方法）基因治療的方法體外基因治療：體外基因治療：體內(nèi)基因治療：體內(nèi)基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞(T(T細(xì)胞細(xì)胞) )，進(jìn)行培，進(jìn)行培養(yǎng)，體外進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，篩選成功細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，體外進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，篩選成功細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。4）用于

32、基因治療的基因種類）用于基因治療的基因種類1.1.正常基因取代病變基因；彌補(bǔ)病變基因；正?；蛉〈∽兓?；彌補(bǔ)病變基因；2.2.反義基因產(chǎn)生反義基因產(chǎn)生mRNAmRNA與病變與病變mRNAmRNA互補(bǔ)；互補(bǔ)；3.3.編碼可以殺死癌細(xì)胞的蛋白酶基因；編碼可以殺死癌細(xì)胞的蛋白酶基因；多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶(PG)(PG)能降解果膠使細(xì)胞壁破損能降解果膠使細(xì)胞壁破損。成熟的番茄果實(shí)中，。成熟的番茄果實(shí)中，PGPG合成顯著增加，能使果合成顯著增加，能使果實(shí)變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少實(shí)變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少PGPG基因的表達(dá)，可延長果實(shí)保質(zhì)期?？茖W(xué)家將基因的表

33、達(dá)，可延長果實(shí)保質(zhì)期?？茖W(xué)家將PGPG基因反向接到基因反向接到TiTi質(zhì)粒上，導(dǎo)入番茄細(xì)胞中，得到質(zhì)粒上，導(dǎo)入番茄細(xì)胞中，得到轉(zhuǎn)基因番茄，具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列轉(zhuǎn)基因番茄，具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列問題：問題：( (原生質(zhì)體是去掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞原生質(zhì)體是去掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞) )(1)(1)若已獲取若已獲取PGPG的的mRNAmRNA，可通過，可通過_獲取獲取PGPG基因。重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是基因。重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是_。(2)用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，可用含有可用含有_的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，理由是的培養(yǎng)基

34、進(jìn)行篩選，理由是_。之后，還需將其。之后，還需將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞_現(xiàn)象來鑒別細(xì)胞壁是否再生?，F(xiàn)象來鑒別細(xì)胞壁是否再生。(3)由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能，且能與與_互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制PG基因表達(dá)的基因表達(dá)的翻譯過程。若翻譯過程。若_，則可確定轉(zhuǎn)基因，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。番茄培育成功。知識回顧基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？將將一種生物的基因一種生物的基因轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本來不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)后者可以產(chǎn)生它

35、本來不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀而表現(xiàn)出新的性狀。思考：思考：基因工程有沒有局限？基因工程有沒有局限？基因工程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)有沒有不足？基因工程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)有沒有不足？1 1基因工程的局限性：基因工程的局限性：a a、基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存、基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存 在的蛋白質(zhì)在的蛋白質(zhì)b b、天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類生產(chǎn)和、天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類生產(chǎn)和 生活的需要生活的需要2 2蛋白質(zhì)工程的目的：蛋白質(zhì)工程的目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的并生產(chǎn)符合人們生活需要的并非自然界已存在非自然界已存在的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)例如：改造改造干擾素（半胱氨酸）干擾素（半胱氨酸）

36、體外很難保存體外很難保存干擾素（絲氨酸）干擾素（絲氨酸）體外可以保存半年體外可以保存半年玉米中賴氨酸含量比較低玉米中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352352位的蘇氨酸）位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶二氫吡啶二羧酸合成酶（104104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造改造改造天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶 （異亮氨酸）（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）（異亮氨酸）玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍1 1蛋白質(zhì)工程的概念：蛋白質(zhì)工程的概念：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律以及與生物功能的關(guān)以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律以及與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因

37、修飾或基因合成，系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2 2前提：前提：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能原理：原理：改造基因（基因修飾或基因合成）改造基因（基因修飾或基因合成）目的：目的：定向改造或制造蛋白質(zhì)定向改造或制造蛋白質(zhì)與基因工程的關(guān)系： 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的延伸出來的第二代基因工程第二代基因工程。蛋白質(zhì)工程流程圖：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)氨基酸序列氨基酸序列多肽鏈多肽鏈基

38、因基因DNA預(yù)期預(yù)期功能功能DNA合成合成分子分子設(shè)計設(shè)計mRNA生物生物功能功能轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯折疊折疊1.從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)2.設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)3.推測應(yīng)有的氨基酸序列推測應(yīng)有的氨基酸序列4.找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（1）從生物體中分離純化目的蛋白；）從生物體中分離純化目的蛋白；（2）測定其氨基酸序列；）測定其氨基酸序列；（3）借助核磁共振和）借助核磁共振和X射線晶體衍射等手段，盡可能射線晶體衍射等手段，盡可能 地了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu)地了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu);（

39、4 4）設(shè)計各種處理條件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包）設(shè)計各種處理條件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折疊等對其活性與功能的影響；括折疊與去折疊等對其活性與功能的影響；（5 5）設(shè)計編碼該蛋白的基因改造方案，如定點(diǎn)突變；）設(shè)計編碼該蛋白的基因改造方案，如定點(diǎn)突變；（6 6）分離、純化新蛋白，功能檢測后投入實(shí)際使用。）分離、純化新蛋白，功能檢測后投入實(shí)際使用。某多肽鏈的一段氨基酸序列是：某多肽鏈的一段氨基酸序列是：丙氨酸丙氨酸-色氨酸色氨酸-賴氨酸賴氨酸-甲硫氨酸甲硫氨酸-苯丙氨酸苯丙氨酸丙氨酸：丙氨酸：GCUGCU、GCCGCC、GCAGCA、GCG GCG 色氨酸：色氨酸：UGG UGG

40、賴氨酸：賴氨酸：AAAAAA、AAG AAG 甲硫氨酸：甲硫氨酸：AUG AUG 苯丙氨酸：苯丙氨酸：UUUUUU、UUC UUC 討論：討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？ 請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改 造目的基因（造目的基因（DNA）？）？討論 蛋白質(zhì)工程目前的現(xiàn)狀：蛋白質(zhì)工程目前的現(xiàn)狀：成功的例子不多，主要是成功的例子不多，主要是因為蛋白質(zhì)發(fā)揮其功能需因為蛋白質(zhì)發(fā)揮其功能需要要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學(xué)家目前對大多數(shù)蛋而科學(xué)家目前對大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。誘人前景：用蛋白質(zhì)工程制成電子元件：用蛋白質(zhì)工程制成電子元件：優(yōu)點(diǎn)：體積小、耗電少和效率高優(yōu)點(diǎn)：體積小、耗電少和效率高優(yōu)秀課件 盡在海波飛更多精彩：優(yōu) 秀 課 件盡 在 海 波 飛揚(yáng)揚(yáng)聯(lián)系作者：