专题三基因工程教案.docVIP

专题一 细胞工程 一、考纲分析 1．基因工程的Ⅰ 2．基因工程的原理及技术Ⅱ 3．基因工程的应用Ⅱ 4．蛋白质工程Ⅰ 实验：DNA的粗提取与鉴定考纲解读基因工程的实质基因工程操作的四步曲及其操作实例基因工程在农业、医药生产、疾病诊断和治疗中的应用蛋白质工程的一般操作过程实验：DNA的粗提取与鉴定基因工程操作的四步曲及其操作实例基因工程的基本操作工具1．与DNA分子相关的酶(1)几种酶的比较　　种类项目　　 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶 作用底物 DNA分子 DNA分子片段 脱氧核苷酸 DNA分子 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 碱基对间的氢键 作用特点 切割目的基因及载体，能专一性识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上 将DNA两条链之间的氢键打开　　 作用结果 形成黏性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链分子(2)限制酶与DNA连接酶的关系 ①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。连接酶起作用时不需要模板。载体(1)作用作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。(2)具备的条件能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。具有特殊的标记基因，以便进行筛选。(3)种类质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之DNA分子。噬菌体的衍生物。动植物病毒。提醒　①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。基因工程操作程序及与蛋白质工程的比较1．基因工程的操作程序分析(1)目的基因的获取途径 (2)基因表达载体的构建 提醒(3)将目的基因导入受体细胞(转化)生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法 显微注射技术 Ca＋处理法 受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子(4)目的基因的检测与鉴定类　型 检测内容 方　法 结果显示 分子检测 导入检测 目的基因是否进入受体细胞 DNA分子杂交(DNA和DNA之间) 杂交带 转录检测 目的基因是否转录出mRNA 分子杂交(DNA和mRNA之间) 杂交带 翻译检测 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原—抗体杂交 杂交带 个体水平检测 包括做抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；对基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能活性是否相同2.基因工程与蛋白质工程的比较　　项目区别　　　 与联系　　 蛋白质工程 基因工程 区别 过程 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质 联　系 (1)蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程(2)基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造