高三生物选修3第一章复习课件

基因的结构 基因的定义 基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。 基因的分类 将编码蛋白质的基因根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类。 具有转录和翻译功能； 只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括tRNA基因和rRNA基因； 不转录的基因，它对基因 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达起调节控制作用，包括启动基因和操纵基因。原核细胞的基因结构IMN非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游与RNA聚合酶结合位点启动子终止子编码区非编码区编码蛋白质,连续不间断不编码蛋白质，但有调控作用真核细胞的基因结构编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列不编码蛋白质，有调控作用编码区非编码区非编码区启动子终止子编码区上游编码区下游外显子内含子与RNA聚合酶结合位点IMN非编码序列非编码序列指不编码蛋白质的序列。真核生物的基因结构mRNA前体成熟的信使RNA将内含子转录的mRNA切割掉原核细胞与真核细胞的基因结构比较思考编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？连续不连续编码区非编码 原核细胞 真核细胞 不同点 编码区是_____的 编码区是间隔的、_____的 相同点 都由能够编码蛋白质的______和具有调控作用的______区组成的启动子.VS.起始密码/终止子.VS./终止密码存在分子：作用：DNA(基因)启动/终止转录mRNA起始/终止翻译mRNA中存在启动子/终止子的序列吗？指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程：由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫DNA重组技术或基因拼接技术。基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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。基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切→拼接→导入→表达基因重组基因工程的概念 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 实质/原理 结果基因工程的诞生的基础理论：1、DNA是遗传物质的证明2、DNA双螺旋结构和中心法则的确立3、遗传密码的破译§1.1DNA重组技术的基本工具（一）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶1、来源：主要来自原核生物2、特点：具有专一性（特异性）表现在两方面：(1)识别双链DNA中特定核苷酸序列(2)切割特定序列中的特定位点3、作用：特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开4、结果：产生黏性末端或平末端重播黏性末端：中轴线重播平末端：中轴线（二）“分子缝合针”——DNA连接酶1、来源：大肠杆菌、T4噬菌体3、种类：2、作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键分类E.ColiDNA连接酶T4DNA连接酶4、注意：连接酶有专一性，但没有识别特定核苷酸序列的特性！（三）.基因进入受体细胞的载体　　常用的运载体：质粒（最常用）、λ噬菌体的衍生物或动、植物病毒等。质粒：质粒是基因工程最常用的运载体。质粒是独立于细菌拟核之外的有自我复制能力的双链环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。注意：作为载体的质粒都是在天然质粒的基础上经过人工改造的！质粒作为“分子运输车”的条件是①能够自我复制 ②有一个或多个限制酶切位点 ③有标记基因 作为运载体必须具备的条件？1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2）载体DNA必须有一个或多个限制酶切点，以便目的基因插入到载体上去。3）具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。 载体DNA必须是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去;5)载体DNA分子大小应适合,以便提取和在体外进行操作,太大就不便操作.基因工程的基本操作程序 目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞操作过程 目的基因的检测与鉴定一目的基因的获取IMN(一)目的基因：编码蛋白质的结构基因；(二)获取目的基因的常用方法从自然界已有的物种中分离用人工的方法合成目前常用的获得目的基因的方法1）从基因文库中获取目的基因2）利用PCR技术扩增目的基因3）(用化学方法直接)人工合成若基因_____，核苷酸序列______。较小已知获得目的基因的方法1）从基因文库中获取目的基因1.基因文库？种类：基因组文库：如:cDNA文库：含有一种生物的全部基因含有一种生物的部分基因根据基因的有关信息：如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA部分基因文库：3.怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？2.如何构建基因文库？基因文库的构建方法直接分离法供体细胞中的DNA许多DNA片段运载体限制酶受体细胞产生特定性状导入外源DNA扩增目的基因分离(鸟枪法)一、目的基因的获取（一）从基因文库中直接获取多用于原核生物cDNA文库的构建-----反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。目的基因的mRNA单链DNA反转录酶DNA聚合酶双链DNA(目的基因)利用PCR技术扩增目的基因PCR技术—多聚酶链式反应 原理： 前提： 条件：PCR扩增仪DNA双链复制的基本原理一段已知目的基因的核苷酸序列四种脱氧核苷酸一对引物热稳定DNA聚合酶(Taq酶）DNA的两条链为模板温度控制PCR的过程：利用PCR技术扩增目的基因变性(90-95℃)复性(55-60℃)延伸(70-75℃)二、基因表达载体的构建——基因工程的核心1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。2、基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因 三、将目的基因导入受体细胞－转化农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法受体细胞植物cell动物cell微生物cellCa2+处理（改变细胞壁的通透性）显微注射技术（受精卵）感受态法（适用于单子叶植物）（双子叶植物和裸子植物）（双子叶植物）转化－目的基因在受体细胞内稳定和表达的过程称为转化。四、目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测—鉴定—①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA分子杂交分子杂交抗原-抗体杂交即个体生物学水平的鉴定检测目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键1.3基因工程的应用植物基因工程动物基因工程基因工程药物基因治疗植物基因工程：用于提高农作物的抗逆能力及改良农作物的品质和利用植物生产药物等。1）抗虫转基因植物2）抗病转基因植物3）其他抗逆转基因植物4）利用转基因改良植物的品质植物基因工程硕果累累1、抗虫转基因植物已问世的转基因抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、菊花、和白花三叶草等。用于杀虫的基因主要有：★Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝聚素基因植物基因工程硕果累累2、抗病转基因植物已问世的转基因抗病植物：小麦、甜椒、番茄。用于抗病的基因主要有：★病毒外壳蛋白质基因、病毒复制酶基因（这些基因的转化植物表现出对同种病毒或相近病毒或病毒RNA侵染的高水平抗性）几丁质酶基因、抗毒素合成基因植物基因工程硕果累累3、（其它）抗逆转基因植物例如，将鱼的抗冻蛋白基因导人烟草和番茄，使烟草和番茄的耐寒能力均有提高。此外，将抗除草剂基因导人大豆、玉米等作物，喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。植物基因工程硕果累累4、利用转基因改良植物的品质提高植物的光合作用效率改造光合作用中起关键作用的CO2固定酶，能提高植物对CO2的固定效率；还可以通过增强植物对光能吸收与转化的功能来提高光合作用效率，提高作物的产量。动物基因工程前景广阔1、用于提高动物的生长速度转基因鲤鱼（上）和同龄的鲤鱼（下）2）用于改善畜产品的品质3）用转基因的动物生产药物4)用转基因动物作器官移植的供体基因工程药品——胰岛素基因工程药品——干扰素基因工程药品——乙肝病毒疫苗基因治疗曙光初照体外途径的步骤？体内途径的步骤？基因工程与环境监测（一） 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来蛋白质工程的流程基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能生物功能mRNA转录翻译折叠DNA合成分子设计蛋白质工程原理天然蛋白质的合成途径：蛋白质工程的途径：蛋白质工程的概念基础:蛋白质工程的实质：途径:目标:蛋白质的结构规律和功能基因修饰或基因合成改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或生活的需要是对编码蛋白质的基因进行改造