基因工程基本操作过程

1.2基因工程的基本操作程序复习提问：1、基因工程需要的三种工具是什么？2、限制酶的作用是什么？产生的DNA片段末端通常有哪两种形式？3、DNA连接酶有哪两种？它们的作用是什么？4、能“缝合”平末端的是哪种酶？5、基因工程中最常用的运载体是什么？补:基因结构相关知识点原核生物基因结构真核生物基因结构原核细胞的基因结构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

RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并以DNA分子的一条链为模板合成RNA。转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。①不能转录为信使RNA，不能编码蛋白质。：能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质编码区非编码区原核细胞的基因结构②有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。即:启动子真核细胞的基因结构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

能够编码蛋白质的序列叫做外显子

不能够编码蛋白质的序列叫做内含子启动子终止子编码区上游编码区下游内含子：外显子：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：有调控作用的核苷酸序列，包括位于编码区上游的RNA

聚合酶结合位点。非编码序列：包括非编码区和内含子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目的基因主要是指______________________编码蛋白质的结构基因目的基因的获取供体生物细胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因即：将需要的基因从供体生物细胞内提取出来目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。获得目的基因的方法

1）从基因文库中获取目的基因1.什么是基因文库？2.怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？2）2）利用PCR技术扩增目的基因3）人工合成

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：如基因的转录产物mRNA部分基因文库：概念?如何构建基因文库?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_________________。——核心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(二)基因表达载体的构建基因表达载体的构建——核心质粒DNA分子一个切口两个黏性末端两个切口获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）同一种限制酶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。科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。资料:基因表达载体的组成：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。a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因(三)将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。将目的基因导入受体细胞的原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。转化——目的基因进入_________内，并且在受体细胞内维持_____和_____的过程受体细胞稳定表达方法导入植物细胞导入动物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞吸收DNA分子(三)将目的基因导入受体细胞(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PCR技术—聚合酶链式反应

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类别项目

复制

转录场所特点模板原料酶能量碱基配对产物细胞核只有DNA的一条链四种核糖核苷酸RNA聚合酶ATPA-UC-GT-AG-C细胞核DNA的两条链四种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C两个双链DNA分子一条单链mRNA边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录5/3/G—GT—C3/5/G—AC—C5/3/引物ⅡG—G变性复性延伸1.目的基因DNA受热变性，解链；2.引物与单链互补结合；3.合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸。5/3/A—G引物Ⅰ利用PCR技术扩增目的基因PCR技术扩增过程a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作用下，

断裂，形成_______

b、复性（55℃-60℃）：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链目的基因的mRNA单链DNA(cDNA）双链DNA(即目的基因)反转录合成1）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。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目的基因推测推测化学合成2）根据已知的氨基酸序列合成DNA法：1.微生物作受体细胞原因：将目的基因导入微生物细胞3.转化方法：大肠杆菌繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少

处理细胞→

细胞→表达载体与感受态细胞混合→_________细胞吸收DNA分子。Ca2+感受态感受态2.常用菌：其做为受体有何优点?目的基因插入Ti质粒的T-DNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体上

目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达

1.农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物。Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞的染色体上2.转化如果显示出杂交带，就表明待测样品含有目的基因或目的基因已经转录。1.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是 2、下列属于获取目的基因的方法的是()①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取③从受体细胞中提取④利用PCR技术⑤利用DNA转录 ⑥人工合成A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥3.细菌的质粒分子带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因在基因工程中的主要作用是

A．提高受体细胞在自然环境中的耐药性B．有利于对目的基因是否导入进行检测C．增加质粒分子的分子量D．便于与外源基因连接4.

有关基因工程的叙述正确的是A．限制酶只在获得目的基因时才用B．重组质粒的形成是在细胞内完成的C．质粒都可作为运载体D．蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料5.哪项不是基因表达载体的组成部分()A.启动子B.终止密码

C.标记基因D.目的基因6.下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法()A．基因枪法B．显微注射法

C.农杆菌转化法D．花粉管通道法胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。假如让你用基因工程的方法使大肠杆菌生产出人的胰岛素，想一想，如何设计？尝试设计一、目的基因的获取（一）基因文库（二）构建基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。

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。2.基因文库的构建方法①：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逆转录法目的基因的信使RNA目的基因化学合成法肽链氨基酸序列信使RNA序列基因的核苷酸序列目的基因合成逆转录2.基因文库的构建方法一、目的基因的获取（一）从基因文库中直接获取