基因工程的基本操作程序2

基因工程的基本操作程序原核细胞的基因结构(补充内容）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①不编码蛋白质。：编码蛋白质,连续不间断编码区非编码区原核细胞的基因结构②调控遗传信息表达,上游有启动子，下游有终止子启动子真核细胞的基因结构（补充内容）编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点内含子外显子启动子终止子编码区上游编码区下游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：有调控作用,上游有启动子，下游有终止子非编码序列：包括非编码区和内含子内含子原核生物编码区非编码区非编码区真核生物编码区非编码区非编码区RNA聚合酶结合位点外显子区分： 非编码区 非编码序列（非编码区、真核的内含子）补充资料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苏云金杆菌毒蛋白基因质粒质粒构建农杆菌棉花棉花细胞侵染转移转基因棉花抗虫棉的构建基因工程培育抗虫棉的简要过程：提取棉花细胞(含抗虫基因)苏云金芽孢杆菌抗虫基因与运载体DNA拼接导入普通棉花(无抗虫特性)棉花植株(有抗虫特性)四个基本步骤：基因操作的基本步骤1）提取目的基因2）目的基因与运载体结合3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和表达基因工程的基本操作程序书P8第一步获取目的基因阅读教材目的基因的获取部分内容，了解以下问题：1.什么是目的基因？2.获取目的基因的途径有哪些？3.什么是基因文库、基因组文库、cDNA文库？4.什么是PCR技术？PCR技术的目的、原理、过程各是怎样的？第一步：获取目的基因目的基因主要是指______________________什么是目的基因编码蛋白质的结构基因（一）从基因文库中获取目的基因（二）利用PCR技术合成目的基因（三）人工合成目的基因第一步：获取目的基因(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，称为基因文库基因文库

基因组文库部分基因文库（如:cDNA文库）1.基因文库概念辨析含有一种生物的所有基因只包含一种生物的一部分基因基因文库的构建文库类型cDNA文库基因组文库文库大小基因中启动子（具有启动作用的DNA片段）基因中的内含子（位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段）基因多少物种间的基因交流小大无有无有某生物的部分基因某生物的全部基因可以部分基因可以如何从基因文库中得到所需要的基因？依据：目的基因的有关信息。如：根据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

基因翻译产物蛋白质等特性1、构建基因组DNA文库时，首先应分离细胞的A、染色体DNA

B、线粒体DNAC、总mRNA

D、tRNA2、目的基因可从基因文库中获得，下列有关基因文库的描述正确的是A、某生物的全套基因就是一个基因文库B、将含有某种生物不同的许多DNA片段，导入某个生物体内，则这个生物就是一个基因文库C、含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库D、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫cDNA文库AC①概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________的核酸合成技术③条件：_______________________、_______________、__________、___________.②原理：__________④方式：以_____方式扩增，即____（n为扩增循环的次数）⑤结果：聚合酶链式反应体外特定DNA片段DNA复制已知基因的核苷酸序列四种脱氧核苷酸一对引物DNA聚合酶指数2n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增(二)利用PCR技术扩增目的基因热稳定DNA聚合酶（Taq酶）⑥过程：a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作用下，_____断裂，形成___________b、退火（复性55℃-65℃）：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链利用PCR技术扩增目的基因1、在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分子片段为ATGTG／TACAC，要使其数量增多，可用PCR技术进行人工复制，复制时应给予的条件是①双链DNA分子为模板②ATGTG或TACAC模板链③四种脱氧核苷酸④四种核苷酸⑤DNA聚合酶⑥热稳定DNA聚合酶⑦引物⑧温度变化⑨恒温A．①③④⑦⑨B．①④⑥⑦⑧C．②⑤⑥⑦⑨D．①③⑥⑦⑧D2、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是A.540个 B.8100个 C.17280个 D.7560个B③人工合成DNA法：(三)人工合成法获取目的基因基因比较小，核苷酸序列已知。通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。第一步：获取目的基因DNA合成仪根据已知的氨基酸序列合成DNA法：

根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测目的基因化学合成(三)人工合成法获取目的基因引申1、在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是A、化学合成法

B、基因组文库法C、cDNA文库法

D、聚合酶链反应2、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是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反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④B．①②③C．②③④ D．②③AD目的基因主要是指_______________的结构基因。获得目的基因的常见方法有三种：（1）从基因文库中获取目的基因，根据基因的_________序列，基因在________上的位置，基因的________产物mRNA，基因的_______产物蛋白质等获取目的基因。（2）利用PCR技术扩增目的基因，该技术是一项在________完成的核酸合成技术，前提条件是有一段已知目的基因的________序列，以便于合成_________。（3）如果基因较小且核苷酸序列已知，可以通过____________方法。编码蛋白质核苷酸染色体转录表达体外核苷酸引物人工合成小结：基因工程的基本操作程序书P8第二步构建表达载体核心目的基因与载体结合成为重组基因目的基因+启动子+终止子+标记基因3、启动子：位于基因的

的一段特殊的

片断，它是

识别和结合的部位，驱动基因转录出

。4、终止子：位于基因的

的一段特殊的

片断，能终止

。

5、标记基因的作用：2、表达载体的组成：1、目的：课本P11首端RNA聚合酶mRNADNA尾端DNAmRNA的转录是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因的细胞筛选出来第二步：构建表达载体1).用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。2).用_____________切断目的基因，使其产生_________________。3).将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量___________，形成了一个重组

DNA分子（重组质粒）限制酶黏性末端同一种限制酶的黏性末端切口DNA连接酶相同第二步：构建表达载体

目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。6.过程:基因工程的基本操作程序书P8第三步导入受体细胞得到转基因生物目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。基因枪法花粉管通道法1、转化：目的基因进入_________内，并且在受体细胞内维持_____和_____的过程。2、方法将目的基因导入植物细胞将目的基因导入动物细胞将目的基因导入微生物细胞——显微注射法——一般须用

处理细胞，使其成为

。受体细胞稳定表达Ca2+感受态细胞农杆菌转化法第三步：将目的基因导入受体细胞（1）农杆菌转化法特点:能感染双子叶植物和祼子植物,对单子叶植物无感染能力Ti质粒的T—DNA可转移至受体细胞并整合到其染色体上转化过程:Ti质粒目的基因构建表达载体导入植物细胞插入植物细胞染色DNA表达新性状转入农杆菌将目的基因导入植物细胞（2）基因枪法

基因枪法又称微弹轰击法，是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法。（3）花粉通道法

植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。目的基因表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射受精卵新性状动物将目的基因导入动物细胞显微注射法导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌受体细胞：细菌感受态细胞(细胞壁的通透性增大)感受态细胞吸收DNA分子(重组质粒进入受体细胞)目的基因随受体细胞的繁殖而复制氯化钙获得大量的目的基因、表达产物将目的基因导入微生物细胞感受态细胞表达载体与感受态细胞混合将目的基因导入受体细胞将受体细胞进行扩增1、基因工程中科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是A．结构简单、操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少、简单D．性状稳定、变异少2、基因工程常用的受体细胞有①大肠杆菌②枯草杆菌③支原体④动植物细胞

A．①②③④B．①②③

C．②③④D．①②④BD3、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是A.人工合成基因B.目的基因与运载体结合C.将目的基因导入受体细胞D.目的基因的检测和表达C4.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是①将毒素蛋白质注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养A．①②B．②③C．③④D．①④C5.下列属于基因工程中导入目的基因方法的是①农杆菌转化法②基因枪法③花粉管道法④显微注射法⑤胚胎移植⑥DNA分子杂交法A．①②③④⑤⑥B．①②③④⑤C．①②③④D．①③④⑤⑥C基因工程的基本操作程序书P8第四步目的基因检测与鉴定首先：其次：最后：还要：检测与鉴定有哪些环节?具体方法？第四步目的基因检测与鉴定检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因（关键）检测目的基因是否转录出了mRNA检测目的基因是否翻译成蛋白质进行个体生物学水平鉴定DNA分子杂交技术－－DNA与DNA杂交方法分子杂交技术－－DNA与RNA杂交方法抗原－抗体杂交－－蛋白质分子间的杂交方法书P14四、目的基因的检测与鉴定1、分子水平的检测：步骤

检测内容采用的方法结果显示第一步转基因生物的DNA上是否插入了目的基因DNA分子杂交（DNA与DNA）是否成功显示出杂交带第二步目的基因是否转录出了mRNA分子杂交技术（DNA与mRNA）同上第三步目的基因是否翻译成蛋白质抗原—抗体杂交同上2、个体水平的鉴定：（见课本P14最后一段)抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等

采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。知识延伸——DNA分子杂交技术若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。怎样检验抗虫基因在棉细胞内是否表达呢？没有抗虫基因的棉植株有抗虫基因的棉植株棉铃虫虫没有死虫被杀死没有表达目的基因表达基因工程的基本内容

基因操作的基本步骤

基因操作的工具限制性内切酶DNA连接酶运载体目的基因与运载体结合目的基因的检测和表达将目的基因导入受体细胞提取目的基因小结基因工程的操作步骤：从细菌中取出质粒从细胞中取出DNA用同种限制酶切断两个DNA具有相同的黏性末端提取目的基（如人的胰岛素基因）用连接酶将目的基因与质粒连接（形成重组DNA分子）目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞（如大肠杆菌）利用质粒中具有某些特性的基因进行检测并判断目的基因是否表达将目的基因导入受体细胞目的基因的表达和检测（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的

作探针进行分子杂交检测，又要用

方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。（1）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有

农杆菌转化法和

法。（2）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用

技术，该技术的核心是

和

。植物组织培养脱分化（去分化）基因枪法（花粉管通道法）再分化耐盐基因（目的基因）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）练习（08上海巻）以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。（1）获得目的基因的