基因工程的基本操作程序[1]ppt.ppt

基因工程的基本操作程序 专题 基因工程 基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤 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 步骤一 目的基因的获取 目的基因是人们所需要转移或改造的基因 获取目的基因是实施基因工程的第一步 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因 还有植物的抗病 抗病毒 抗细菌 基因 种子贮藏蛋白的基因 以及人的胰岛素基因 干扰素基因等 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 导入受体菌的群体中储存 各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因 称为基因文库 genelibrary 基因组文库 基因文库中包含了一种生物所有的基因 这种基因文库叫做基因组文库 部分基因文库 基因文库中包含了一种生物的一部分基因 这种基因文库叫做部分基因文库 如何从基因文库中得到所需要的基因 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 1 构建基因组DNA文库时 首先应分离细胞的A 染色体DNAB 线粒体DNAC 总mRNAD tRNA 2 目的基因可从基因文库中获得 下列有关基因文库的描述正确的是A 某生物的全套基因就是一个基因文库B 将含有某种生物不同的许多DNA片段 导入某个生物体内 则这个生物就是一个基因文库C 含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库D 含有一种生物的一部分基因的基因文库叫cDNA文库 A C 2 PCR技术 聚合酶链式反应 原理 前提 原料方式 PCR扩增仪 DNA复制 一段已知目的基因的核苷酸序列 以 方式扩增 即 n为扩增循环的次数 指数 2n 模板DNA DNA引物 四种脱氧核苷酸 热稳定DNA聚合酶 Taq酶 离子 过程 变性 退火 延伸三步曲 变性 加热至90 95 双链DNA解链成为单链DNA退火 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 3 人工合成 根据已知的氨基酸序列合成DNA 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 推测 推测 目的基因 化学合成 1 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 双链DNA分子为模板 ATGTG或TACAC模板链 四种脱氧核苷酸 四种核苷酸 DNA聚合酶 热稳定DNA聚合酶 引物 温度变化 恒温A B C D D 2 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 B 3 目的基因主要是指 的结构基因 获得目的基因的常见方法有三种 1 从基因文库中获取目的基因 根据基因的 序列 基因在 上的位置 基因的 产物mRNA 基因的 产物蛋白质等获取目的基因 2 利用PCR技术扩增目的基因 该技术是一项在 完成的核酸合成技术 前提条件是有一段已知目的基因的 序列 以便于合成 3 如果基因较小且核苷酸序列已知 可以通过 方法 编码蛋白质 核苷酸 染色体 转录 表达 体外 核苷酸 引物 人工合成 步骤二 基因表达载体的构建 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 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 1 过程 2 基因表达载体的组成 它们有什么作用 a 目的基因 b 启动子 c 终止子 d 标记基因 位于基因的首端 是mRNA结合位点 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 1 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 终止子D 标记基因 ABCD 2 下列关于基因表达载体的叙述不正确的是A 启动子是与RNA聚合酶识别和结合的部位 是起始密码B 启动子和终止子都是特殊结构的DNA短片段 对mRNA的转录起调控作用C 标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因从而便于筛选D 基因表达载体的构建视受体细胞及导入方式不同而有所差别 A 3 目前转基因工程可以A 打破地理隔离但不能突破生殖隔离B 打破生殖隔离但不能突破地理隔离C 完全突破地理隔离和生殖隔离D 部分突破地理隔离和生殖隔离 C 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 植物细胞 植物细胞染色DNA 新性状 农杆菌 步骤三 目的基因导入受体细胞 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 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 大肠杆菌 枯草杆菌 支原体 动植物细胞A B C D B D 3 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 C 4 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 将毒素蛋白质注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 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 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 B C D C 5 下列属于基因工程中导入目的基因方法的是 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管道法 显微注射法 胚胎移植 DNA分子杂交法A B C D C 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 若不能表达 要对抗虫基因再进行修饰 检测 导入检测 目的基因是否导入受体细胞 方法 DNA分子杂交 表达检测 转录检测 分子杂交 翻译检测 抗原抗体杂交 分子检测法 鉴定 抗虫鉴定 接种 抗病鉴定活性鉴定等 个体水平的鉴定 步骤四 目的基因的检测与鉴定 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 目的基因的检测和鉴定分子水平和个体水平上的比较 归纳 基因工程的基本操作程序 获取目的基因从基因文库利用PCR技术人工合成构建基因表达载体目的基因 启动子 终止子 标记基因将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法 显微注射法 Ca2 处理微生物细胞目的基因的检测与鉴定检测 是否插入 转录 翻译 个体水平的检测 多细胞生物的检测 将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体 检测这些个体是否摄入目的基因 摄入的基因是否表达 是否表现出相应的性状 淘汰无变化的个体 保留有相应变化的个体进一步培养 研究 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 1 以下说法正确的是 A 所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B 质粒是基因工程中唯一的运载体C 运载体必须具备的条件之一是 具有多个限制酶切点 以便与外源基因连接D 基因控制的性状都能在后代表现出来 C 练习 2 不属于质粒被选为基因运载体的理由是A 能复制 B 有多个限制酶切点C 具有标记基因D 它是环状DNA D 练习 3 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 练习 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 重组质粒的形成在细胞内完成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 D 练习 1 用 珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传病是A 镰刀状细胞贫血症B 白血病C 坏血病D 苯丙酮尿症 A 2 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 珠蛋白的DNAD 合成苯丙羟化酶的DNA片段 B 5 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 人工合成目的基因B 目的基因