选修三 基因工程的基本操作程序.ppt

1 2基因工程的基本操作程序 阅读课本P8 15 思考下列问题 3min 1 基因工程基本操作的四个步骤 2 获取目的基因的常用方法有哪些 3 一个基因表达载体的组成有哪些物质 分别有什么作用 4 将目的基因导入受体细胞时 受体细胞有哪些 分别用什么方法导入细胞 5 用什么方法检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 什么方法检测目的基因是否转录出了mRNA 什么方法检测目的基因是否翻译成蛋白质 1 从基因文库中获取目的基因 1 基因文库 基因组文库的构建 通过对受体菌的培养而储存基因 cDNA文库的构建 反转录法 目的基因的mRNA 单链DNA 反转录酶 DNA聚合酶 双链DNA 目的基因 怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢 PCR技术扩增与DNA复制的比较 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 热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶 大量的DNA片段 形成整个DNA分子 2 利用PCR技术扩增目的基因 概念 PCR全称为 是一项在生物 复制 的核酸合成技术 条件 原理 方式 以 方式扩增 即 n为扩增循环的次数 结果 聚合酶链式反应 体外 特定DNA片段 DNA复制 或碱基互补配对 目的基因DNA 四种脱氧核苷酸 一对引物 Taq聚合酶 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 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酶的作用下 合成与模板互补的 氢键 单链DNA 双链 DNA链 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 三将目的基因导入受体细胞 一 转化 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 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 动物受精卵 农杆菌转化法 植物细胞 植物组织培养 转基因植物 Ca2 处理 微生物 发酵 目的基因的表达产物 显微注射 胚胎移植 转基因动物 原理 Ti质粒上的T DNA可以转移到受体细胞 并整合到受体细胞染色体的DNA上 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 导入微生物细胞原核生物特点 繁殖快 单细胞 遗传物质少过程 四 目的基因的检测与鉴定 检测 是否插入基因是否转录是否翻译 DAN分子杂交 分子杂交 抗原 抗体杂交 归纳步骤 归纳步骤 个体生物学水平鉴定 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化学方法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 复制原点将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法 显微注射法目的基因的检测与鉴定DNA分子杂交 分子杂交 抗原 抗体杂交 1970年 特明和巴尔的摩证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA的过程 并发现了催化此过程的酶 下面为形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图 请根据图解回答下列问题 1 催化 过程的酶是 核酸酶H的作用是 2 过程也称为DNA的变性 此过程在温度高达90 95 时才能完成 说明DNA分子具有 性 逆转录酶 分解RNA 稳定 3 由图中信息分析可知 催化 过程的酶都是 两者在作用特性上的区别是 4 如果RNA单链中有碱基100个 其中A占25 U占15 则通过该过程合成的一个双链DNA片段中有胞嘧啶 个 DNA聚合酶 催化 过程的酶耐高温 60 2011年高考海南卷 回答有关基因工程的问题 1 构建基因工程表达载体时 用不同类型的限制酶切割DNA后 可能产生黏性末端 也可能产生 末端 若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接 则应选择能使二者产生 相同 不同 黏性末端的限制酶 平相同 2 利用大肠杆菌生产人胰岛素时 构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等 其中启动子的作用是 在表达载体转化大肠杆菌时 常用 处理大肠杆菌 以利于表达载体进入 为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA 可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交 该杂交技术称为 为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成 常用抗原 抗体杂交技术 RNA聚合酶识别和结合的位点 有了它才能驱动基因转录出mRNA 最终获得所需要的蛋白质 Ca2 分子杂交技术 人胰岛素 3 如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞 先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 中 然后用该农杆菌感染植物细胞 通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上 T DNA 染色体的DNA 1 下图为DNA分子的某一片段 其中 分别表示某种酶的作用部位 则相应的酶依次是 A DNA连接酶 限制性内切酶 解旋酶B 限制性内切酶 解旋酶 DNA连接酶C 解旋酶 限制性内切酶 DNA连接酶D 限制性内切酶 DNA连接酶 解旋酶 解析 能使DNA分子中氢键断裂的是解旋酶 限制性核酸内切酶能把相邻两个脱氧核苷酸的磷酸二酯键断裂 DNA连接酶能把两个DNA片段连接起来 作用于两条脱氧核苷酸链上 形成磷酸二酯键 答案 C 变式迁移 1 多选 下图表示限制酶切割某DNA的过程 从图中可知 该限制酶能识别的碱基序列及切点是 A CTTAAGB GAATTCC 切点在G和A之间D 切点在C和T之间 解析 由图不难看出该限制酶识别的碱基序列是GAATTC 切点是G与A之间 答案 BC 自主检测 1 下列有关DNA连接酶的叙述正确的是 催化具有相同的黏性末端的DNA片段之间连接 催化具有不同的黏性末端的DNA片段之间连接 催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成 A B C D C 2 关于磷酸二酯键说法正确的是 A 只有目的基因中存在 B 只有质粒中存在 C DNA单链或双链分子中都存在 D 只存在于双链DNA分子中 C 3 如下图所示 两个核酸片段在适宜条件下 经X酶的催化作用 发生下述变化 则X酶是 A DNA连接酶B RNA聚合酶C DNA聚合酶D 限制酶 A 4 下列不属于基因工程载体的是 A 质粒B 细菌的拟核DNAC 噬菌体D 动植物病毒 B 5 下列有关基因工程的说法正确的是 A 限制酶只能从原核生物中分离纯化而来B 限制酶识别并切割特定双链DNA后可产生黏性末端或平末端C T4DNA连接酶来自T4噬菌体 只可将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来D 天然质粒均可用于基因工程作为载体 且均不用经人工改造 B 跟踪训练 2011年江苏无锡高二检测 如图为基因表达载体的模式图 下列有关基因工程中载体的说法错误的是 A 基因工程的核心步骤是基因表达载体构建B 任何基因表达载体的构建都是一样的 没有差别C 图中启动子位于基因的首端 是RNA聚合酶识别和结合的部位D 抗生素抗性基因的作用是作为标记基因 用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因答案 B 练习1 为扩大可耕地面积 增加粮食产量 黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注 我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系 1 获得耐盐基因后 构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处 DNA连接酶作用于处 填 a 或 b aa 练习1 2008理综山东卷 为扩大可耕地面积 增加粮食产量 黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注 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的常用方法有农杆菌转化法和法 3 由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用技术 该技术的核心是和 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记的作探针进行分子杂交检测 又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性 基因枪法 花粉管通道法 植物组织培养 脱分化再分化 耐盐基因 目的基因 一定浓度盐水浇灌 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