專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習基因工程的概念理解1.供體：提供_________。2.操作環境：_____。3.操作水平：_____水平。4.原理：_________。5.受體：表達目的基因。6.本質：性狀在_____體內表達。7.優點：克服________________障礙，定向改造生物_____。目的基因體外分子基因重組受體遠緣雜交不親和性狀一、基因工程——指按照人們的意愿，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組核和轉基因等技術，定向地改造生物的遺傳特性，從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習1基因工程的概念理解1.供體：提供_________。2.操作環境：_____。3.操作水平：_____水平。4.原理：_________。5.受體：表達目的基因。6.本質：性狀在_____體內表達。7.優點：克服________________障礙，定向改造生物_____。目的基因體外分子基因重組受體遠緣雜交不親和性狀一、基因工程——指按照人們的意愿，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組核和轉基因等技術，定向地改造生物的遺傳特性，從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程的概念理解目的基因體外分子基因重組受體遠緣雜交不親和21.1DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手術刀”DNA連接酶——“分子縫合針”運載體——“分子運輸車”1.1DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手3分子手術刀——限制性核酸內切酶(限制酶)1.來源:原核生物2.作用:3.特點:特異性（1）、識別特定核苷酸序列；（2）、切開特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。4.結果：產生黏性末端或平末端一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列并在特定的切點上切割DNA分子。分子手術刀——限制性核酸內切酶(限制酶)1.來源:原核生物24AATTCG下列黏性末端屬于同種內切酶切割而成的是

A、①②B、①③C、①④D、②③TCGAGCTTAAAGGTTCCAAGCTTCAGAATTCG③①②④ATCGAGCTTAAAATTC下列黏性末5“分子縫合針”————DNA連接酶

2、分類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶想一想:DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?(1)、來源：大腸桿菌(2)、作用：“縫合”黏性末端(1)、來源：T4噬菌體(2)、作用：“縫合”黏性末端和平末端1、作用：恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。“分子縫合針”————DNA連接酶2、分類E.coliDN6DNA聚合酶DNA連接酶區別1區別2相同點尋根問底DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?為什么?只能將單個核苷酸連接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵以一條DNA鏈為模板。將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成一條互補的DNA鏈不需要模板。將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。DNA聚合酶DNA連接酶相同點尋根問底DNA連接酶與DNA聚7下圖表示DNA片段，有關該圖的敘述中，不正確的是A．②③④構成了DNA的基本組成單位

B．②③④的特定排列順序所含的遺傳信息能指導蛋白質的合成

C．解旋酶可使⑤處的化學鍵斷裂

D．DNA連接酶可連接①處斷裂的化學鍵B下圖表示DNA片段，有關該圖的敘述中，不正確的是A．②③④構8基因的運輸工具——運載體質粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是細菌擬核DNA之外能夠自主復制的很小的雙鏈環狀DNA分子。常用的運載體：質粒、λ噬菌體的衍生物和動植物病毒等。基因的運輸工具——運載體質粒存在于許多細菌和酵母菌等9作為載體的必要條件：1、能自我復制或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復制而同步復制；2、有一或多個限制酶的切割位點；3、必須帶有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇4、對受體細胞無毒害5、大小應合適，便于提取和體外操作。基因的運輸工具——運載體作為載體的必要條件：1、能自我復制或整合到受體染色體DNA上10四個主要步驟:目的基因的獲取基因表達載體的構建將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測與鑒定1、2基因工程的基本操作程序四個主要步驟:目的基因的獲取基因表達載體的構建將目的基因導入11一、目的基因的獲取1、目的基因主要是指______________________編碼蛋白質的結構基因如：抗蟲基因3、獲取目的基因的常用方法（1）從基因文庫中獲取（2）利用PCR技術擴增目的基因（3）人工合成（通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成）2、目的基因的來源:①從自然界已有的物種分離②人工方法合成一、目的基因的獲取1、目的基因主要是指___________121、基因文庫（一）從基因文庫中獲取目的基因將含有某種生物不同基因的許多DNA片斷，導入到受體菌的群體中，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫2、基因文庫的種類:種類基因組文庫：含有一種生物的全部基因部分基因文庫：只包含了一種生物的部分基因，如：cDNA文庫1、基因文庫（一）從基因文庫中獲取目的基因將含有某種生物不131)反轉錄法：雜交雙鏈(單鏈RNA/單鏈DNA)單鏈DNA雙鏈DNA(cDNA)目的基因的mRNA某種酶DNA聚合酶反轉錄酶反轉錄法化學合成法3.怎樣構建基因文庫?人工合成法（真核生物）1)反轉錄法：雜交雙鏈單鏈DNA雙鏈D14（2)根據已知的氨基酸序列合成DNA法：蛋白質的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列基因的脫氧核苷酸序列推測推測目的基因化學合成（2)根據已知的氨基酸序列合成DNA法：蛋白質的氨基酸序列15（2）利用PCR技術擴增目的基因1、定義：PCR——多聚酶鏈式反應是一項生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。通過此技術，可獲取大量的目的基因。DNA復制2、原理：3、條件：4、原料：5、過程：6、方式：一段已知目的基因的核苷酸序列模板DNA；DNA引物；四種脫氧核苷酸；熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）以_____方式擴增，即____（n為擴增循環的次數）指數2n7、儀器：PCR擴增儀（2）利用PCR技術擴增目的基因1、定義：PCR——多聚酶16PCR技術擴增與DNA復制的比較PCR技術DNA復制相同點原理原料條件不同點解旋方式場所酶結果堿基互補配對四種脫氧核苷酸模板、能量、酶高溫下變性解旋解旋酶催化體外復制(PCR擴增儀內)主要在細胞核內熱穩定的DNA聚合酶（Taq酶）大量的DNA片段形成整個DNA分子解旋酶、普通的DNA聚合酶等PCR技術擴增與DNA復制的比較PCR技術DNA復制相同點原17二、基因表達載體的構建——核心（1）用一定的_________切割質粒，使其出現一個切口，露出____________。（2）用___________切斷目的基因，使其產生_________________。（3）將切下的目的基因片段插入質粒的______處，再加入適量___________，形成了一個重組DNA分子（重組質粒）限制酶黏性末端同一種限制酶相同的黏性末端切口DNA連接酶1.過程:二、基因表達載體的構建——核心（1）用一定的________183.基因表達載體的組成：a、目的基因b、啟動子c、終止子d、標記基因位于基因的首端,是mRNA識別并結合位點。位于基因的末端,終止轉錄。檢測目的基因是否導入受體細胞。2、基因表達載體的作用a、使目的基因在受體細胞中穩定存在并遺傳給子代b、同時使目的基因能表達和發揮作用3.基因表達載體的組成：a、目的基因b、啟動子c、終止子d、19三、將目的基因導入受體細胞目的基因進入_____

____內，并且在受體細胞內維持_

___和___

__的過程。轉化:受體細胞穩定表達1、導入植物細胞:2、導入動物細胞:3、導入微生物細胞:常用方法：農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射法感受態細胞法（或Ca2+轉化法）三、將目的基因導入受體細胞目的基因進入________201、將目的基因導入植物細胞（1）農桿菌轉化法特點:能感染雙子葉植物和祼子植物,對單子葉植物無感染能力Ti質粒的T—DNA可轉移至受體細胞并整合到其染色體上轉化過程:Ti質粒目的基因構建表達載體導入植物細胞插入植物細胞染色DNA表達新性狀轉入農桿菌1、將目的基因導入植物細胞（1）農桿菌轉化法特點:能感染雙子21（2）基因槍法基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產生的動力，將包裹在金屬顆粒表面的表達載體DNA打入受體細胞中，使目的基因與其整合并表達的方法。適用于單子葉植物（2）基因槍法基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產22（3）花粉通道法花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道進入受體細胞。（3）花粉通道法花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成232、將目的基因導入動物細胞方法:顯微注射技術操作程序:提純含目的基因表達載體取受精卵顯微注射移植到子宮受精卵發育新性狀動物常用受體細胞：受精卵2、將目的基因導入動物細胞方法:顯微注射技術操作程序:提純含243、將目的基因導入微生物細胞常用法：Ca2+處理常用受體細胞：大腸桿菌微生物作受體細胞原因：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對少過程：Ca2+處理大腸桿菌感受態細胞表達載體與感受態細胞混合感受態細胞吸收DNA（用Ca2+處理，增加細菌細胞壁的通透性）處于能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態的細胞3、將目的基因導入微生物細胞常用法：Ca2+處理常用受體細胞25(1)________________→目的基因的有無(2)分子雜交技術→_________________(3)_______________→目的基因是否翻譯(4)生物性狀的表達與否→目的基因是否表達(個體水平)DNA分子雜交技術目的基因是否轉錄抗原—抗體雜交分子水平四、目的基因的檢測與鑒定(1)________________→目的基因的有無DNA26檢測轉基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因1、導入檢測目的：方法：DNA分子雜交技術過程：①.首先取出轉基因生物的基因組DNA②.將含目的基因的DNA片段用放射性同位素等作標記,以此做探針。③使探針和轉基因生物的基因組雜交,若顯示出雜交帶,表明目的基因已插入染色體DNA中檢測轉基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因1、導入檢測27從轉基因生物中提取的基因組DNA探針：雜交的對象：用放射性同位素標記的含目的基因的DNA片段15N15N14N探針轉基因生物的DNA變性變性14N從轉基因生物中提取的基因組DNA探針：雜交的對象：用放射性同282、轉錄檢測目的：檢測目的基因是否轉錄出了mRNA方法：分子雜交技術用放射性同位素標記的含目的基因的DNA片段探針：雜交的對象：從轉基因生物中提取的mRNA.2、轉錄檢測目的：檢測目的基因是否轉錄出了mRNA方法：分子293、翻譯檢測目的：檢測目的基因是否翻譯成蛋白質方法:抗原抗體雜交技術從轉基因生物中提取的蛋白質抗原：抗體：將目的基因編碼的蛋白質注射進動物體內進行免疫產生的相應抗體4、個體生物學水平的鑒定抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等3、翻譯檢測目的：檢測目的基因是否翻譯成蛋白質方法:抗原抗體301.轉基因植物類別應用實例抗蟲抗病抗逆改良殺蟲的基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等抗病毒基因:病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因;抗真菌基因:幾丁質酶基因和抗毒素合成基因抗鹽堿和抗干旱的調節細胞滲透壓基因、抗凍蛋白基因、抗除草劑基因①轉基因玉米中賴氨酸的含量比對照提高30%②轉基因延熟番茄儲存時間可延長1～2個月③轉基因矮牽牛呈現出自然界沒有的顏色變異1、3基因工程的應用1.轉基因植物類別應用實例抗蟲抗病抗逆改良殺蟲的312.轉基因動物類別應用實例提高生長速度改善畜產品品質生產藥物作器官移植的供體如轉外源生長激素基因綿羊和轉外源生長激素基因鯉魚生長速率快、體型大如將腸乳糖酶基因導入奶牛基因組,使獲得的轉基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大減低,而其他營養成分不受影響目前,已在牛和山羊等動物乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要藥品科學家正試圖利用基因工程方法對豬的器官進行改造,抑制抗原決定基因的表達,或設法除去抗原決定基因,再結合克隆技術,培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆豬器官2.轉基因動物類別應用實例提高生改善畜生產藥物作323.基因工程藥物(1)來源：轉基因的_______。(2)成果：_________、抗體、_____、激素等。(3)作用：預防和治療_________、心血管疾病、_______、各種傳染病、糖尿病、類風濕等疾病。4.基因治療(1)方法：把_________導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能。(2)效果：治療_______的最有效的手段。(3)分類：_____基因治療和_____基因治療。工程菌細胞因子疫苗人類腫瘤遺傳病正常基因遺傳病體內體外3.基因工程藥物工程菌細胞因子疫苗人類腫瘤遺傳病正常基因遺傳33基因治療的方法①體外基因治療：從病人體內獲得某種細胞，進行培養，然后，在體外完成基因轉移，再篩選成功轉移的細胞擴增培養，最后重新輸入患者體內。直接向人體組織細胞中轉移基因的治病方法。②體內基因治療：基因治療的方法①體外基因治療：從病人體內獲得某種細胞，進行培34用于基因治療的基因種類①正常基因：從健康人體上分離得到的功能正常的基因，用以取代病變基因，或依靠其表達產物。②反義基因。即通過產生的mRNA分子，與病變基因產生的mRNA進行互補，來阻斷非正常蛋白質的合成。③自殺基因：即編碼可以殺死癌變細胞的蛋白酶基因。用于基因治療的基因種類35干擾素是動物體內合成的一種蛋白質，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在-70℃條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產的關鍵，依據蛋白質工程原理，設計實驗流程，讓動物生產“可以保存的干擾素”：設計設計推測合成預期的蛋白質功能預期的蛋白質結構應有的氨基酸序列相對應的脫氧核苷酸序列(基因)1、4蛋白質工程干擾素是動物體內合成的一種蛋白質，可以用于治療病毒感染和癌癥36(2)基因工程和蛋白質工程相比較，基因工程在原則上只能生產_______的蛋白質，不一定符合_______需要。而蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過_______或_______

，對現有蛋白質進行_______

或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活需要。(3)蛋白質工程實施的難度很大，原因是蛋白質具有十分復雜的______________

結構。自然界已存在人類生產和生活基因修飾基因合成改造空間(或高級)(2)基因工程和蛋白質工程相比較，基因工程在原則上只能生產_37(4)對天然蛋白質進行改造，應該直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現？______________________。原因是：________________________________。應該通過對基因的操作來實現對天然蛋白質的改造首先，任何一種天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質進行了改造，而且改造過的蛋白質可以通過改造過的基因遺傳下去。如果對蛋白質直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子也無法遺傳；其次，對基因進行改造比對蛋白質直接進行改造要容易操作，難度要小得多。(4)對天然蛋白質進行改造，應該直接對蛋白質分子進行操作，還38蛋白質工程與基因工程比較蛋白質工程基因工程區別過程目的結果從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)目的基因的獲取→基因表達載體的構建→將目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定定向改造或生產人類所需的蛋白質定向改造生物的遺傳特性,獲得人類所需的生物類型或生物產品可生產自然界沒有的蛋白質原則上只能生產自然界已存在的蛋白質蛋白質工程與基因工程比較蛋白質工程基39高溫變性低溫復性中溫延伸加熱到90-95℃，DNA雙鏈的氫鍵斷裂解旋為單鏈降到55-60℃，引物通過堿基互補配對與單鏈DNA結合升溫到70-75℃，在DNA聚合酶的作用下，以四種脫氧核苷酸為原料，根據堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。PCR反應過程循環高溫變性低溫復性中溫延伸加熱到90-95℃，DNA雙鏈的氫鍵40PCR反應具體過程PCR反應具體過程41原核細胞的基因結構(補充內容）非編碼區非編碼區編碼區編碼區上游編碼區下游與RNA聚合酶結合位點啟動子終止子①不編碼蛋白質。：編碼蛋白質,連續不間斷編碼區非編碼區原核細胞的基因結構②調控遺傳信息表達,上游有啟動子，下游有終止子原核細胞的基因結構(補充內容）非編碼區非編碼區編碼區編碼區上42真核細胞的基因結構（補充內容）編碼區非編碼區非編碼區與RNA聚合酶結合位點內含子外顯子啟動子終止子編碼區上游編碼區下游真核細胞的基因結構編碼區非編碼區外顯子：能編碼蛋白質的序列內含子：不能編碼蛋白質的序列：有調控作用,上游有啟動子，下游有終止子非編碼序列：包括非編碼區和內含子真核細胞的基因結構（補充內容）編碼區非編碼區非編碼區與RNA43①獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）②構建基因表達載體（在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子）③顯微注射導入哺乳動物受精卵中④形成胚胎⑤將胚胎送入母體動物⑥發育成轉基因動物（只有在產下的雌性個體中，轉入的基因才能表達）。思考:用基因工程技術實現動物乳腺生物反應器來生產人類血清白蛋白的操作過程是怎樣的？乳腺生物反應器的優點：①產量高；②質量好；③成本低；④易提取。①獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）思考:用基因工程技44如圖是某種動物蛋白質工程的示意圖，請分析回答：(1)目前蛋白質工程中難度最大的是圖中編號______所示的過程，實現③過程的依據有___________________________。(2)若相關蛋白質的核酸片段是從細胞質獲取的，則④過程包括______________、_____________。如圖是某種動物蛋白質工程的示意圖，請分析回答：(1)目前蛋白45(3)⑤過程中對核苷酸序列有嚴格要求的工具酶是____，進行⑤過程的目的是______________________________。(4)為獲得較多的受精卵用于研究，⑥過程的處理方案是___________。若⑥過程所得的卵母細胞是從卵巢中獲得的，則體外受精前的⑧過程表示______________________________。(3)⑤過程中對核苷酸序列有嚴格要求的工具酶是____，進行46謝謝！謝謝！47專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習基因工程的概念理解1.供體：提供_________。2.操作環境：_____。3.操作水平：_____水平。4.原理：_________。5.受體：表達目的基因。6.本質：性狀在_____體內表達。7.優點：克服________________障礙，定向改造生物_____。目的基因體外分子基因重組受體遠緣雜交不親和性狀一、基因工程——指按照人們的意愿，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組核和轉基因等技術，定向地改造生物的遺傳特性，從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習專題基因工程一輪復習48基因工程的概念理解1.供體：提供_________。2.操作環境：_____。3.操作水平：_____水平。4.原理：_________。5.受體：表達目的基因。6.本質：性狀在_____體內表達。7.優點：克服________________障礙，定向改造生物_____。目的基因體外分子基因重組受體遠緣雜交不親和性狀一、基因工程——指按照人們的意愿，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組核和轉基因等技術，定向地改造生物的遺傳特性，從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程的概念理解目的基因體外分子基因重組受體遠緣雜交不親和491.1DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手術刀”DNA連接酶——“分子縫合針”運載體——“分子運輸車”1.1DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手50分子手術刀——限制性核酸內切酶(限制酶)1.來源:原核生物2.作用:3.特點:特異性（1）、識別特定核苷酸序列；（2）、切開特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。4.結果：產生黏性末端或平末端一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列并在特定的切點上切割DNA分子。分子手術刀——限制性核酸內切酶(限制酶)1.來源:原核生物251AATTCG下列黏性末端屬于同種內切酶切割而成的是

A、①②B、①③C、①④D、②③TCGAGCTTAAAGGTTCCAAGCTTCAGAATTCG③①②④ATCGAGCTTAAAATTC下列黏性末52“分子縫合針”————DNA連接酶

2、分類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶想一想:DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?(1)、來源：大腸桿菌(2)、作用：“縫合”黏性末端(1)、來源：T4噬菌體(2)、作用：“縫合”黏性末端和平末端1、作用：恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。“分子縫合針”————DNA連接酶2、分類E.coliDN53DNA聚合酶DNA連接酶區別1區別2相同點尋根問底DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?為什么?只能將單個核苷酸連接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵以一條DNA鏈為模板。將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成一條互補的DNA鏈不需要模板。將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。DNA聚合酶DNA連接酶相同點尋根問底DNA連接酶與DNA聚54下圖表示DNA片段，有關該圖的敘述中，不正確的是A．②③④構成了DNA的基本組成單位

B．②③④的特定排列順序所含的遺傳信息能指導蛋白質的合成

C．解旋酶可使⑤處的化學鍵斷裂

D．DNA連接酶可連接①處斷裂的化學鍵B下圖表示DNA片段，有關該圖的敘述中，不正確的是A．②③④構55基因的運輸工具——運載體質粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是細菌擬核DNA之外能夠自主復制的很小的雙鏈環狀DNA分子。常用的運載體：質粒、λ噬菌體的衍生物和動植物病毒等。基因的運輸工具——運載體質粒存在于許多細菌和酵母菌等56作為載體的必要條件：1、能自我復制或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復制而同步復制；2、有一或多個限制酶的切割位點；3、必須帶有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇4、對受體細胞無毒害5、大小應合適，便于提取和體外操作。基因的運輸工具——運載體作為載體的必要條件：1、能自我復制或整合到受體染色體DNA上57四個主要步驟:目的基因的獲取基因表達載體的構建將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測與鑒定1、2基因工程的基本操作程序四個主要步驟:目的基因的獲取基因表達載體的構建將目的基因導入58一、目的基因的獲取1、目的基因主要是指______________________編碼蛋白質的結構基因如：抗蟲基因3、獲取目的基因的常用方法（1）從基因文庫中獲取（2）利用PCR技術擴增目的基因（3）人工合成（通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成）2、目的基因的來源:①從自然界已有的物種分離②人工方法合成一、目的基因的獲取1、目的基因主要是指___________591、基因文庫（一）從基因文庫中獲取目的基因將含有某種生物不同基因的許多DNA片斷，導入到受體菌的群體中，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫2、基因文庫的種類:種類基因組文庫：含有一種生物的全部基因部分基因文庫：只包含了一種生物的部分基因，如：cDNA文庫1、基因文庫（一）從基因文庫中獲取目的基因將含有某種生物不601)反轉錄法：雜交雙鏈(單鏈RNA/單鏈DNA)單鏈DNA雙鏈DNA(cDNA)目的基因的mRNA某種酶DNA聚合酶反轉錄酶反轉錄法化學合成法3.怎樣構建基因文庫?人工合成法（真核生物）1)反轉錄法：雜交雙鏈單鏈DNA雙鏈D61（2)根據已知的氨基酸序列合成DNA法：蛋白質的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列基因的脫氧核苷酸序列推測推測目的基因化學合成（2)根據已知的氨基酸序列合成DNA法：蛋白質的氨基酸序列62（2）利用PCR技術擴增目的基因1、定義：PCR——多聚酶鏈式反應是一項生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。通過此技術，可獲取大量的目的基因。DNA復制2、原理：3、條件：4、原料：5、過程：6、方式：一段已知目的基因的核苷酸序列模板DNA；DNA引物；四種脫氧核苷酸；熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）以_____方式擴增，即____（n為擴增循環的次數）指數2n7、儀器：PCR擴增儀（2）利用PCR技術擴增目的基因1、定義：PCR——多聚酶63PCR技術擴增與DNA復制的比較PCR技術DNA復制相同點原理原料條件不同點解旋方式場所酶結果堿基互補配對四種脫氧核苷酸模板、能量、酶高溫下變性解旋解旋酶催化體外復制(PCR擴增儀內)主要在細胞核內熱穩定的DNA聚合酶（Taq酶）大量的DNA片段形成整個DNA分子解旋酶、普通的DNA聚合酶等PCR技術擴增與DNA復制的比較PCR技術DNA復制相同點原64二、基因表達載體的構建——核心（1）用一定的_________切割質粒，使其出現一個切口，露出____________。（2）用___________切斷目的基因，使其產生_________________。（3）將切下的目的基因片段插入質粒的______處，再加入適量___________，形成了一個重組DNA分子（重組質粒）限制酶黏性末端同一種限制酶相同的黏性末端切口DNA連接酶1.過程:二、基因表達載體的構建——核心（1）用一定的________653.基因表達載體的組成：a、目的基因b、啟動子c、終止子d、標記基因位于基因的首端,是mRNA識別并結合位點。位于基因的末端,終止轉錄。檢測目的基因是否導入受體細胞。2、基因表達載體的作用a、使目的基因在受體細胞中穩定存在并遺傳給子代b、同時使目的基因能表達和發揮作用3.基因表達載體的組成：a、目的基因b、啟動子c、終止子d、66三、將目的基因導入受體細胞目的基因進入_____

____內，并且在受體細胞內維持_

___和___

__的過程。轉化:受體細胞穩定表達1、導入植物細胞:2、導入動物細胞:3、導入微生物細胞:常用方法：農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射法感受態細胞法（或Ca2+轉化法）三、將目的基因導入受體細胞目的基因進入________671、將目的基因導入植物細胞（1）農桿菌轉化法特點:能感染雙子葉植物和祼子植物,對單子葉植物無感染能力Ti質粒的T—DNA可轉移至受體細胞并整合到其染色體上轉化過程:Ti質粒目的基因構建表達載體導入植物細胞插入植物細胞染色DNA表達新性狀轉入農桿菌1、將目的基因導入植物細胞（1）農桿菌轉化法特點:能感染雙子68（2）基因槍法基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產生的動力，將包裹在金屬顆粒表面的表達載體DNA打入受體細胞中，使目的基因與其整合并表達的方法。適用于單子葉植物（2）基因槍法基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產69（3）花粉通道法花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道進入受體細胞。（3）花粉通道法花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成702、將目的基因導入動物細胞方法:顯微注射技術操作程序:提純含目的基因表達載體取受精卵顯微注射移植到子宮受精卵發育新性狀動物常用受體細胞：受精卵2、將目的基因導入動物細胞方法:顯微注射技術操作程序:提純含713、將目的基因導入微生物細胞常用法：Ca2+處理常用受體細胞：大腸桿菌微生物作受體細胞原因：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對少過程：Ca2+處理大腸桿菌感受態細胞表達載體與感受態細胞混合感受態細胞吸收DNA（用Ca2+處理，增加細菌細胞壁的通透性）處于能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態的細胞3、將目的基因導入微生物細胞常用法：Ca2+處理常用受體細胞72(1)________________→目的基因的有無(2)分子雜交技術→_________________(3)_______________→目的基因是否翻譯(4)生物性狀的表達與否→目的基因是否表達(個體水平)DNA分子雜交技術目的基因是否轉錄抗原—抗體雜交分子水平四、目的基因的檢測與鑒定(1)________________→目的基因的有無DNA73檢測轉基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因1、導入檢測目的：方法：DNA分子雜交技術過程：①.首先取出轉基因生物的基因組DNA②.將含目的基因的DNA片段用放射性同位素等作標記,以此做探針。③使探針和轉基因生物的基因組雜交,若顯示出雜交帶,表明目的基因已插入染色體DNA中檢測轉基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因1、導入檢測74從轉基因生物中提取的基因組DNA探針：雜交的對象：用放射性同位素標記的含目的基因的DNA片段15N15N14N探針轉基因生物的DNA變性變性14N從轉基因生物中提取的基因組DNA探針：雜交的對象：用放射性同752、轉錄檢測目的：檢測目的基因是否轉錄出了mRNA方法：分子雜交技術用放射性同位素標記的含目的基因的DNA片段探針：雜交的對象：從轉基因生物中提取的mRNA.2、轉錄檢測目的：檢測目的基因是否轉錄出了mRNA方法：分子763、翻譯檢測目的：檢測目的基因是否翻譯成蛋白質方法:抗原抗體雜交技術從轉基因生物中提取的蛋白質抗原：抗體：將目的基因編碼的蛋白質注射進動物體內進行免疫產生的相應抗體4、個體生物學水平的鑒定抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等3、翻譯檢測目的：檢測目的基因是否翻譯成蛋白質方法:抗原抗體771.轉基因植物類別應用實例抗蟲抗病抗逆改良殺蟲的基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等抗病毒基因:病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因;抗真菌基因:幾丁質酶基因和抗毒素合成基因抗鹽堿和抗干旱的調節細胞滲透壓基因、抗凍蛋白基因、抗除草劑基因①轉基因玉米中賴氨酸的含量比對照提高30%②轉基因延熟番茄儲存時間可延長1～2個月③轉基因矮牽牛呈現出自然界沒有的顏色變異1、3基因工程的應用1.轉基因植物類別應用實例抗蟲抗病抗逆改良殺蟲的782.轉基因動物類別應用實例提高生長速度改善畜產品品質生產藥物作器官移植的供體如轉外源生長激素基因綿羊和轉外源生長激素基因鯉魚生長速率快、體型大如將腸乳糖酶基因導入奶牛基因組,使獲得的轉基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大減低,而其他營養成分不受影響目前,已在牛和山羊等動物乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要藥品科學家正試圖利用基因工程方法對豬的器官進行改造,抑制抗原決定基因的表達,或設法除去抗原決定基因,再結合克隆技術,培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆豬器官2.轉基因動物類別應用實例提高生改善畜生產藥物作793.基因工程藥物(1)來源：轉基因的_______。(2)成果：_________、抗體、_____、激素等。(3)作用：預防和治療_________、心血管疾病、_______、各種傳染病、糖尿病、類風濕等疾病。4.基因治療(1)方法：把_________導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能。(2)效果：治療_______的最有效的手段。(3)分類：_____基因治療和_____基因治療。工程菌細胞因子疫苗人類腫瘤遺傳病正常基因遺傳病體內體外3.基因工程藥物工程菌細胞因子疫苗人類腫瘤遺傳病正常基因遺傳80基因治療的方法①體外基因治療：從病人體內獲得某種細胞，進行培養，然后，在體外完成基因轉移，再篩選成功轉移的細胞擴增培養，最后重新輸入患者體內。直接向人體組織細胞中轉移基因的治病方法。②體內基因治療：基因治療的方法①體外基因治療：從病人體內獲得某種細胞，進行培81用于基因治療的基因種類①正常基因：從健康人體上分離得到的功能正常的基因，用以取代病變基因，或依靠其表達產物。②反義基因。即通過產生的mRNA分子，與病變基因產生的mRNA進行互補，來阻斷非正常蛋白質的合成。③自殺基因：即編碼可以殺死癌變細胞的蛋白酶基因。用于基因治療的基因種類82干擾素是動物體內合成的一種蛋白質，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在-70℃條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產的關鍵，依據蛋白質工程原理，設計實驗流程，讓動物生產“可以保存的干擾素”：設計設計推測合成預期的蛋白質功能預期的蛋白質結構應有的氨基酸序列相對應的脫氧核苷酸序列(基因)1、4蛋白質工程干擾素是動物體內合成的一種蛋白質，可以用于治療病毒感染和癌癥83(2)基因工程和蛋白質工程相比較，基因工程在原則上只能生產_______的蛋白質，不一定符合_______需要。而蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過_______或_______

，對現有蛋白質進行_______

或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活需要。(3)蛋白質工程實施的難度很大，原因是蛋白質具有十分復雜的______________

結構。自然界已存在人類生產和生活基因修飾基因合成改造空間(或高級)(2)基因工程和蛋白質