基因工程一轮复习优秀课件.ppt

二、基因工程的基本操作程序
知识点一：基因的结构 1.原核细胞的基因结构
非编码区
编码区
非编码区
…A‥………ATGTGCACGTAGTTA………‥G… …T‥启…动子……TACACGTGCATCAAT……终…止子‥C…
编码区上游
编码蛋白质 调控遗传信息的表达
（调控程序）
编码区下游
非编码区 启动子
RNA聚合酶
编码区
ATGTGCACGTAGTTA TACACGTGCATCAAT
AUGUGCACGUAGUUA
非编码区 终止子
启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起 始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。
RNA聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合 的一种蛋白质.
终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断， 它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱 离下来，使转录终止。
2、常用的载体 质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
3、作为载体必须具备的条件
①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； ②有一个至多个限制酶的切割位点,以便于与外源 基因连接； ③有特殊的遗传标记基因,供重组DNA的检测和鉴定
最常用运载体——质粒
质粒——裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，
并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
黏性末端
SmaI限制酶的切割
当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开 的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切 口叫平末端。
平末端
平末端
例1.下列有关基因工程中限制性内切酶的描
述，错误的是 ( C )
A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱 氧核苷酸序列
B．限制性内切酶的活性受温度影响
C．限制性内切酶能识别和切割RNA
D．限制性内切酶可从原核生物中提取
二、 DNA连接酶——“分子缝合针”
1、种类： E·coli DNA连接酶（黏性末端） T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端）
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的 缝隙“缝合”起来，
两DNA片段要具有互补 的黏性末端才能拼起来
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
2.真核细胞的基因结构
非编码区
编码区
非编码区
编码蛋白质
启动子
RNA聚合酶 结合位点
外显子
内含子
终止子
外显子： 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 内含子： 不能编码蛋白质的序列叫做内含子
3.原核细胞与真核细胞的基因结构比较
连续
不连续
编码区 非编码
知识点二：基因工程基本操作的四个步骤 1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定
导入受体菌中储存
cDNA文库
2. 基因组DNA文库与cDNA文库比较
基因组DNA文库
cDNA文库
2. 基因组文库和部分基因文库的比较
小
大
无
有
无
有
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
可以
部分基因可以
（二）利用PCR技术扩增目的基因
① 概念：PCR全称为_聚__合__酶__链__式__反__应__，是一项 在生物体__外__复制特__定__D_N_A_片__段__的核酸合成技术。
DNA聚合酶的作用
AATTG TTAAC
DNA聚合D酶NA聚合D酶NA聚合DN酶A聚合D酶NA聚合酶
A A
T
T
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
都能催化形成磷酸二酯键
都是蛋白质
不需要 在两个DNA片 段之间形成磷 酸二酯键
形成完整的重 组DNA分子
基因工程
需要
将单个脱氧核苷酸加 到已存在的核酸片段 上，形成磷酸二酯键
形成DNA的一条 链
DNA复制
与DNA有关的酶
1．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变
化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶
、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是
()
C
A．①②③④ ③
C．①④②③ ②
B．①②④ D．①④③
三、载体——“分子运输车”
1、载体的作用 将 目的基因 转移到受体细胞中去。
人类需要的生物类型和生物产品
DNA重组技术的基本工具
DNA重组技术的基本工具
“分子手术刀”-- 限制性核酸内切酶 “分子缝合针”-- DNA连接酶 “分子运输车”-- 载体
一、 限制酶——“分子手术刀”
1、来源： 主要是从原核生物中分离纯化出来的一
种酶 化学本质：蛋白质。
2、特性：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸
一、目的基因的获取
1、目的基因主要是_编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因___ 2、获取目的基因的常用方法：
（1）从基因文库中获取 （2）利用PCR技术扩增 （3）人工合成
（一）从基因文库中获取目的基因
将含有某种生物不同基因的许多 DNA片断，导入到受体菌的群体中， 各个受体菌分别含有这种生物的不同 基因，称为基因文库
有标记基因的存 在，可用含青霉 素的培养基鉴别。
能复制并带着 插入的目的基 因一起复制
有切割位点
典例1.下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是( C )
A．染色体和质粒的化学本质都是DNA B．染色体和质粒都只存在于原核细胞中 C．染色体和质粒都与生物的遗传有关 D．染色体和质粒都可作为基因工程的常用载体
基因工程一轮复习优秀课件
一、基因工程的基本操作工具
基因工程的概念
基因工程，通俗地说，就是按照人们的意愿，把一 种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放 到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状 。
DNA重组技术或基因拼接技术
生物体外 基因重组 剪切→拼接→导入→检测表达
定向改造性状、打破物种界限
基因文库
基因组文库
部分基因文库 （cDNA文库）
1. 基因文库的构建方法
（1）直接分离法(鸟枪法)
提取某种生物的全部DNA 用适当的限制酶切
一定大小的DNA片段 将DNA片段与载体连接 导入受体菌中储存
基因组文库
（2）反转录法
某种生物的单链mRNA
反（逆）转录酶 单链互补DNA DNA聚合酶
双链cDNA片段 与载体连接
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。
3、作用： 可用于目的基因和载体的切割
限制酶是一类酶，而不是一种酶。
4、结果： 形成两种末端
黏性末端 平末端
5
A
源自文库
磷
4
1
酸
3
2
二
酯
T
5
键
4
1
3
2
EcoRI限制酶的切割
黏性末端 被限制酶切开的DNA 两条单链的切口，带有几 个伸出的核苷酸，他们之 间正好互补配对，这样的 切口叫黏性末端。