基因工程的基本程序

基因工程的基本程序单位：哈尔滨市第十一中学作者：梁百艳人教（PEP）课标版高中生物选修三1.2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（核心）将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定（一）目的基因的获取目的基因：主要是指___________________。获取方法：1、____________中获取目的基因2、利用PCR技术扩增目的基因3.人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。基本操作步骤从基因文库编码蛋白质的基因

、1.从基因文库中获取目的基因基因文库：

将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，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）一种生物所有的基因一种生物的一部分基因基因文库的构建过程基因组文库限制酶供体细胞的全部DNA大量DNA片段DNA连接酶导入受体细胞扩增2.部分基因文库的构建用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录（逆转录）产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做这种生物的cDNA文库。目的基因的mRNA互补DNA(cDNA)反转录DNA连接酶载体连接导入受体菌群储存一个典型的原核细胞基因结构示意图

编码区:组成基因的核苷酸序列可以分为不同的区段,有的区段能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，这样的区段叫做编码区。

非编码区：有的区段不能转录为信使RNA，也就是说不能编码蛋白质，这样的区段叫做非编码区。一个典型的真核细胞基因结构示意图

真核细胞基因结构的主要特点是：编码区是间隔的、不连续的。

能够编码蛋白质的序列叫做外显子，一般不能够编码蛋白质的序列叫做内含子。一个典型的真核细胞基因结构示意图一个典型的原核细胞基因结构示意图

cDNA文库和基因组文库的比较文库类型cDNA文库基因组文库文库大小小大基因中启动子无有基因中内含子无有基因多少某种生物的部分基因某生物的全部基因物种间的基因交流可以部分基因可以2.PCR技术—多聚酶链式反应（体外）

PCR扩增仪PCR是一项在生物体外复制特定ＤＮＡ片段的核酸合成技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。

过程变性、复性（退火）、延伸三步曲变性：加热至90～95℃双链DNA解链成为单链DNA复性：冷却至55～60℃部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合延伸：加热至70～75℃以目的基因为模板，合成互补的新DNA链变性复性延伸原理：前提：条件：DNA双链复制的基本原理一段已知目的基因的核苷酸序列,根据这一序列合成引物四种脱氧核苷酸（dNTP）引物热稳定DNA聚合酶(Taq酶）DNA的两条链为模板温度控制方式：以_____形式扩增，即____（n为扩增循环的次数）指数2n3.人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。ＤＮＡ合成仪（二）基因表达载体的构建——基因工程的核心目的：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。基因表达载体的组成：a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因启动转录,是RNA聚合酶的识别和结合部位位于基因的末端,终止转录检测目的基因是否导入受体细胞，筛选出含目的基因的受体细胞（三）、将目的基因导入受体细胞（一）转化：（二）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农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——Ca2＋处理法目的基因进入_________内，并且在受体细胞内维持_____和_____的过程受体细胞稳定表达1、将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法特点:能感染双子叶植物和祼子植物,对大多数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（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。2、将目的基因导入动物细胞方法:显微注射技术操作程序:提纯含目的基因表达载体取受精卵显微注射移植到子宫受精卵发育新性状动物3、将目的基因导入微生物细胞常用法：Ca2+处理常用菌：大肠杆菌微生物作受体细胞原因：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少过程：Ca2+处理大肠杆菌感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA增大细胞壁的通透性目的基因是否插入转基因生物染色体的DNA上（四）目的基因的检测与鉴定目的基因是否表达：目的基因是否转录：方法:DNA分子杂交方法:分子杂交方法:抗原抗体杂交鉴定（个体生物学水平）——抗虫、抗病的接种实验检测（分子水平）知识延伸——DNA分子杂交技术

该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单股的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。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．①②③C．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．①③④⑤⑥C6、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7、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．①②③C．②③④D．①②④BD8、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C9.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．①④C10.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．①③④⑤⑥C11、应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是A．用于检测疾病的医疗器械B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子C．合成β-珠蛋白的DNAD．合成苯丙羟化酶的DNA片段12.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13.

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14.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15.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16（多选）人们利用基因工程的方法，用大肠杆菌生产人类胰岛素，这一过程涉及到（）A.用适当的酶对胰岛素基因与运载体进行切割并连接B.把重组后的DNA分子导入受体细菌内进行扩增C.检测重组DNA分子是否导入受体细菌内并表达出性状D.筛选出能产生胰岛素的“工程菌”ABCD2、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、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．①③⑥⑦⑧4、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5、（多选）一个基因表达载体的构建应包括A．目的基因B．启动子C．