基因工程的基本操作程序(共36张)

2020年高中生物人教选修3专题一基因工程1.2基因工程的基本操作程序复习导入

1.什么是基因工程？

2.基因工程包括哪些基本的操作步骤呢？基因工程基本操作的四个步骤1、目的基因的获取2、基因表达载体的构建3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与鉴定基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取二、基因表达载体的构建三、将目的基因导入受体细胞四、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______________________编码蛋白质的结构基因

获取目的基因的常用方法有哪些?1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、人工合成1.从基因文库中获取目的基因(1)基因文库的概念: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。(2)基因文库的种类:基因组文库：含有一种生物的全部基因部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库(3)基因组DNA文库与cDNA文库某生物体内全部DNA

许多DNA片段受体菌群体限制酶与运载体连接导入基因组文库cDNA反转录受体菌群体与运载体连接导入cDNA文库某种生物某个时期的mRNA（4）基因组文库和部分基因组文库(cDNA文库)比较依据：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

（5)从基因文库中得到目的基因的方法PCR技术的操作过程a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作用下，_____断裂，形成_________。b、复性（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，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链d.重复a.b.c步骤：每重复一次，目的基因增加___倍一（1）概念PCR——聚合酶链式反应是一项生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过此技术，可获取大量的目的基因。（2）PCR的过程：变性→复性→延伸2、利用PCR技术扩增目的基因（4）前提：

条件PCR扩增仪一段已知目的基因的核苷酸序列模板DNA；DNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）（3）原理：DNA双链复制3.化学方法直接人工合成目的基因DNA合成仪（二）、基因表达载体的构建——基因工程的核心1、目的：所需物质：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。它们各自的作用是什么?2、基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因它们各自的作用是什么?启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，能终止mRNA的转录标记基因的作用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启动(终止)转录启动(终止)翻译作用位于DNA上位于mRNA上位置DNA片段三个相邻碱基本质启动(终止)子启始(终止)密码子（三）、将目的基因导入受体细胞1、将目的基因导入植物细胞的方法（1）转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内稳定和表达的过程（2）农杆菌转化法过程：目的基因插入Ti质粒的T-DNA→构建基因→将目的基因插入染色体的DNA中。（3）其它方法：基因枪法、花粉管通道法（1）方法：显微注射法（2）程序：目的基因表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵→胎胚培养、胎胚移植→新性状动物2、将目的基因导入动物细胞（1）原核生物特点：

繁殖快、单细胞、遗传物质少（2）方法：感受态细胞法

用Ca2+处理细胞

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分子3、将目的基因导入微生物细胞1、检测——分子水平的检测转基因生物的DNA探针15N15N（1）检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因基因探针：指用荧光或放射性同位素标记的DNA分子方法——DNA分子杂交技术变性变性

（四）、目的基因的检测与鉴定变性方法——分子杂交技术（2）检测目的基因是否转录出了mRNA探针15N15N转基因生物的mRNA（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质方法——抗原-抗体杂交思考？不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？2、个体水平的鉴定抗虫、抗病接种实验，活性比较实验例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。【技能训练】β-珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分，当它的成分异常时，动物可能患某种疾病，如镰刀型细胞贫血症，假如让你用基因工程的方法使大肠杆菌生产出鼠的β—珠蛋白，想一想，应该如何设计？课堂练习植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关,若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题:(1)理论上,基因组文库含有生物的

基因;而cDNA文库含有生物的

基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中

出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物

的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的

,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的

是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代