基因工程的基本操作程序专业知识

基因工程的基本操作程序专业知识基因工程的基本操作程序专业知识第1页1、目标基因获取2、表示载体构建3、将目标基因导入受体细胞4、目标基因检测与判定基因工程基础操作四个步骤基因工程的基本操作程序专业知识第2页一、目标基因获取(一)、目标基因主要是______________________编码蛋白质结构基因请举出三个以上例子（二）、获取目标基因常见方法有哪些?1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、用化学方法人工合成请阅读P9第一和二两段基因工程的基本操作程序专业知识第3页一、目标基因获取（一）从基因文库中直接获取1.基因文库：概念见P92.基因文库分类:按外源DNA片段起源分类种类基因组DNA文库：含有一个生物全部基因个别基因文库：只包含了一个生物个别基因，如：cDNA文库3.基因文库目标为了在不知目标基因序列情况下，便于取得所需目标基因。4.获取目标基因依据：见书本P9基因工程的基本操作程序专业知识第4页提取某种生物全部DNA用适当限制酶切一定大小DNA片段将DNA片段与载体连接导入受体菌中储存基因组文库5.基因文库构建方法之一（1）直接分离法(鸟枪法)基因工程的基本操作程序专业知识第5页某种生物单链mRNA单链互补DNA双链cDNA片段导入受体菌中储存与载体连接cDNA文库反（逆）转录酶DNA聚合酶（2）反转录法：cDNA合成流程图解5.基因文库构建方法之二基因工程的基本操作程序专业知识第6页基因组文库和个别基因组文库(cDNA文库)比较基因工程的基本操作程序专业知识第7页概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________核酸合成技术聚合酶链式反应体外特定DNA片段原理：DNA复制2、利用PCR技术扩增目标基因一段已知目标基因核苷酸序列，方便依据这一序列合成引物前提：基因工程的基本操作程序专业知识第8页

过程高温变性（解旋为单链）低温退火（引物与单链互补结合）适温延伸（在Taq酶作用下合成与模板互补DNA双链）重复循环基因工程的基本操作程序专业知识第9页2、详细过程基因工程的基本操作程序专业知识第10页PCR(多聚酶链式反应) 基因工程的基本操作程序专业知识第11页①概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________核酸合成技术③条件：_______________________、_______________、___________、___________.等②原理：__________④方式：以_____方式扩增，即____（n为扩增循环次数）⑤结果：聚合酶链式反应体外特定DNA片段DNA复制四种脱氧核苷酸一对引物DNA聚合酶指数2n使目标基因片段在短时间内成百万倍地扩增要有一段已知目标基因核苷酸序列（前提条件）基因工程的基本操作程序专业知识第12页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酶作用下，合成与模板互补________。氢键单链DNA双链DNA链基因工程的基本操作程序专业知识第13页PCR技术扩增与DNA复制比较PCR技术DNA复制相同点原理原料条件不一样点解旋方式场所酶结果碱基互补配对四种脱氧核苷酸模板、能量、酶DNA在高温下变性解旋解旋酶催化体外复制细胞核内热稳定DNA聚合酶细胞内DNA聚合酶大量DNA片段形成整个DNA分子基因工程的基本操作程序专业知识第14页目标基因mRNA单链DNA(cDNA）双链DNA(即目标基因)反转录合成1）反转录法：

以目标基因转录成信使RNA为模板，反转录成互补单链DNA，然后在酶作用下合成双链DNA，从而取得所需基因。蛋白质氨基酸序列mRNA核苷酸序列结构基因核苷酸序列目标基因推测推测化学合成2）依据已知氨基酸序列合成DNA法：3、人工合成目标基因基因工程的基本操作程序专业知识第15页二、基因表示载体构建——基因工程关键1、目标：使目标基因在受体细胞中稳定存在，而且能够遗传给下一代，同时使目标基因能够表示和发挥作用。基因工程的基本操作程序专业知识第16页2、基因表示载体组成：复制原点+目标基因+开启子+终止子+标识基因它们各自作用是什么?基因工程的基本操作程序专业知识第17页开启子：位于基因首端一段特殊DNA片断，它是RNA聚合酶识别和结合部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终取得蛋白质终止子：位于基因尾端一段特殊DNA片断，能终止mRNA转录标识基因作用是为了判别受体细胞中是否含有目标基因，从而将有目标基因细胞筛选出来基因工程的基本操作程序专业知识第18页①载体与表示载体区分：二者都有标识基因和复制原点两个别DNA片段。表示载体在载体基础上增加了目标基因、开启子、终止子三个别结构②用到工具酶：限制酶和DNA连接酶，两种酶作用化学键都是磷酸二酯键③开启子、终止子对于目标基因表示必不可少④目标基因不能单独进入受体细胞，必须以表示载体方式携带进去。注意基因工程的基本操作程序专业知识第19页三、将目标基因导入受体细胞（一）转化：（二）方法将目标基因导入植物细胞将目标基因导入动物细胞将目标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——感受态细胞目标基因进入_________内，而且在受体细胞内维持_____和_____过程受体细胞稳定表示基因工程的基本操作程序专业知识第20页1、将目标基因导入植物细胞方法：（1）农杆菌转化法

①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力②原理：Ti质粒上T---DNA能够转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA上。基因工程的基本操作程序专业知识第21页③过程：④优点基因工程的基本操作程序专业知识第22页（2）基因枪法（3）花粉管通道法基因工程的基本操作程序专业知识第23页2、将目标基因导入动物细胞①方法：显微注射法②程序：目标基因表示载体提纯取卵（受精卵）显微注射受精卵新性状动物基因工程的基本操作程序专业知识第24页3、将目标基因导入微生物细胞①原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少②方法：

用Ca2+处理细胞感受态细胞表示载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子基因工程的基本操作程序专业知识第25页四、目标基因检测与判定——检验是否成功基因工程的基本操作程序专业知识第26页（一）、检测1、检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目标基因

(关键步骤)①.首先取出转基因生物基因组DNA②.用含目标基因DNA片段用放射性同位素等作标识,以此做探针③.使探针和转基因生物基因组杂交,若显示出杂交带,表明染色体已插入染色体DNA中（1）方法:DNA分子杂交（2）过程:基因工程的基本操作程序专业知识第27页归纳步骤基因工程的基本操作程序专业知识第28页DNA分子杂交示意图采取一定技术伎俩，将两种生物DNA分子单链放在一起，假如这两个单链含有互补碱基序列，那么，互补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部位，依然是两条游离单链。P15思索与探究基因工程的基本操作程序专业知识第29页（二）、判定（个体生物学水平）2、检测目标基因是否转录出了mRNA3、检测目标基因是否翻译成蛋白质抗虫判定、抗病判定、活性判定等①方法:分子杂交方法:抗原抗体杂交②过程:用上述探针和转基因生物mRNA杂交,若出现杂交带,表明目标基因转录出了mRNA基因工程的基本操作程序专业知识第30页归纳步骤基因工程的基本操作程序专业知识第31页(四)目标基因检测与判定——检验是否成功检测—判定——①检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目标基因②检测目标基因是否转录出了mRNA③检测目标基因是否翻译成蛋白质抗虫判定、抗病判定、活性判定等方法——方法——方法——DNA分子杂交分子杂交（注意与上不一样之处）抗原抗体杂交基因工程的基本操作程序专业知识第32页归纳:基因工程基础操作程序获取目标基因从基因文库利用PCR技术扩增化学方法人工合成构建基因表示载体目标基因、开启子、终止子、标识基因将目标基因导入受体细胞农杆菌转化法、显微注射法目标基因检测与判定检测：是否插入、转录、翻译判定：基因工程的基本操作程序专业知识第33页练习1：(理综山东卷)为扩充可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（1）取得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用限制性内切酶作用于图中

处，DNA连接酶作用于

处。（填“a”或“b”）aa基因工程的基本操作程序专业知识第34页练习1：(理综山东卷)为扩充可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞常见方法有农杆菌转化法和

法。（3）由导入目标基因水稻细胞培养成植株需要利用

技术，该技术关键是

和

。（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识

作探针进行分子杂交检测，又要用

方法从个体水平判定水稻植株耐盐性。基因枪法（花粉管通道法）植物组织培养脱分化和再分化耐盐基因一定浓度盐水浇灌基因工程的基本操作程序专业知识第35页1）以下说法正确是（）A、全部限制酶只能识别一个特定核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一运载体C、运载体必须具备条件之一是：含有多个限制酶切点，方便与外源基因连接D、基因控制性状都能在后代表现出来C练习基因工程的基本操作程序专业知识第36页2）不属于质粒被选为基因运载体理由是A、能复制（）B、有多个限制酶切点C、含有标识基因D、它是环状DNAD练习基因工程的基本操作程序专业知识第37页3）相关基因工程叙述中，错误是（）A、DNA连接酶将黏性末端碱基对连接起来B、限制性内切酶用于目标基因取得C、目标基因须由运载体导入受体细胞D、人工合成目标基因不用限制性内切酶A练习基因工程的基本操作程序专业知识第38页4）相关基因工程叙述正确是（）A、限制酶只在取得目标基因时才用B、重组质粒形成在细胞内完成C、质粒都可作为运载体D、蛋白质结构可为合成目标基因提供资料D练习基因工程的基本操作程序专业知识第39页5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工。在基因操作基础步骤中，不进行碱基互补配正确步骤是（）A、人工合成目标基因B、目标基因与运载体结合C、将目标基因导入受体细胞D、目标基因检测和表示C练习基因工程的基本操作程序专业知识第40页知识点一：1.原核细胞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聚合酶结合位点开启子终止子开启子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成序列。没有开启子，基因就不能转录。终止子：位于基因尾端一段特殊DNA片断，它能妨碍RNA聚合酶移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止。RNA聚合酶:能够识别开启子上结合位点并与其结合一个蛋白质.(以模板转录然