理科基因工程的基本操作扩展程序

理科基因工程的基本操作扩展程序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编码区：能转录，编码蛋白质非编码区：不编码蛋白质,能调控遗传信息表达理科基因工程的基本操作扩展程序真核细胞的基因结构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内含子外显子与RNA聚合酶结合位点编码区：非编码区：外显子：内含子：能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列理科基因工程的基本操作扩展程序非编码区非编码区编码区RNA聚合酶结合位点外显子内含子终止子启动子原核真核基因的结构理科基因工程的基本操作扩展程序

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理科基因工程的基本操作扩展程序基因组文库和部分基因文库基因组文库部分基因文库理科基因工程的基本操作扩展程序基因组文库和部分基因文库理科基因工程的基本操作扩展程序cDNA合成过程第一步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA单链，形成RNA-DNA杂交分子。第二步，核酸酶H使RNA-DNA杂交分子中的RNA链降解，使之变成单链的DNA。第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子。理科基因工程的基本操作扩展程序

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。理科基因工程的基本操作扩展程序

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？种类：基因组文库：部分基因文库：(cDNA文库)获得目的基因的方法基因的核苷酸序列等2）利用PCR技术扩增目的基因3）利用化学方法人工合成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理科基因工程的基本操作扩展程序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_________________。——

基因工程的核心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理科基因工程的基本操作扩展程序

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:理科基因工程的基本操作扩展程序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、标记基因理科基因工程的基本操作扩展程序(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理科基因工程的基本操作扩展程序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理科基因工程的基本操作扩展程序(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-抗体杂交理科基因工程的基本操作扩展程序①直接分离法:用限制酶切成许多片断2.构建基因组文库理科基因工程的基本操作扩展程序直接分离法：供体细胞中的DNA许多DNA片段运载体限制酶分别与运载体连接受体细胞（受体菌群体）分别导入2.构建基因组文库理科基因工程的基本操作扩展程序mRNA

反转录cDNA(互补DNA）

DNA聚合酶双链DNA反转录法：2.构建cDNA文库与载体连接后储存在受体菌群体理科基因工程的基本操作扩展程序依据：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。3．如何从基因文库中得到所需要的基因？理科基因工程的基本操作扩展程序PCR技术—聚合酶链式反应

原理：前提：条件：PCR扩增仪DNA双链的复制一段已知目的基因的核苷酸序列四种脱氧核苷酸两种引物热稳定DNA聚合酶(Taq酶）DNA的两条链为模板温度控制理科基因工程的基本操作扩展程序5/3/G—GT—C3/5/G—AC—C5/3/引物ⅡG—G变性退火延伸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理科基因工程的基本操作扩展程序变性退火延伸理科基因工程的基本操作扩展程序利用PCR技术扩增目的基因理科基因工程的基本操作扩展程序方式：以_____方式扩增，即____（n为扩增循环的次数）结果：指数2n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增过程：变性、退火、延伸三步曲理科基因工程的基本操作扩展程序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、退火（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链理科基因工程的基本操作扩展程序目的基因的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：理科基因工程的基本操作扩展程序2.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1.常用菌：理科基因工程的基本操作扩展程序

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.转化理科基因工程的基本操作扩展程序理科基因工程的基本操作扩展程序DNA附着在膜上硝化纤维素加探针报告基因(含荧光素分子)变性DNA杂交（如检测SARS病毒等）abcd理科基因工程的基本操作扩展程序如果显示出杂交带，就表明待测样品含有目的基因或目的基因已经转录。理科基因工程的基本操作扩展程序思考与讨论p15：

2.根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理,你能分析出不能导入单子叶植物的原因吗?若将一个抗病基因导入小麦中,理论上讲你应该怎样做?理科基因工程的基本操作扩展程序①要选择合适的农杆菌菌株，因为不是所有的农杆菌菌株都可以侵染单子叶植物；②要加趋化和诱导的物质，一般为乙酰丁香酮等，目的是使农杆菌向植物组织的受伤部位靠拢（趋化性）和激活农杆菌的Vir区（诱导）的基因，使T-DNA转移并插入到染色体DNA上。理科基因工程的基本操作扩展程序

3.利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆菌吗？

有些蛋白质肽链上有共价结合的糖链，这些糖链是在内质网和高尔基复合体上加工完成的，内质网和高尔基复合体存在于真核细胞中，大肠杆菌不存在这两种细胞器，因此，在大肠杆菌中生产这种糖蛋白是不可能的。理科基因工程的基本操作扩展程序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.①②④⑥

1、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是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（）个A.540

B.8100

C.17280

D.7560理科基因工程的基本操作扩展程序3.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理科基因工程的基本操作扩展程序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.已知某种限制酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种数是A．3B．4 C.9D．12

a

b

c

d理科基因工程的基本操作扩展程序课堂练习7、有关基因工程的叙述中，错误的是()A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来

B、限制性内切酶用于目的基因的获得

C、目的基因须由运载体导入受体细胞

D、人工合成目的基因不用限制性内切酶A理科基因工程的基本操作扩展程序课堂练习8、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从cDNA文库中提取⑤利用DNA转录 ⑥人工合成

A.①②③⑤