基因工程步骤.ppt

1 2基因工程的基本操作程序 质粒 DNA分子 限制酶处理 一个切口 两个切口获得目的基因 DNA连接酶 重组DNA分子 重组质粒 同一种 4 构建过程 基因表达载体 复习 基因工程的基本操作步骤 提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的表达和检测 基因工程的基本操作程序主要包括五个步骤 1 获取目的基因2 制备重组DNA分子3 转化受体细胞4 筛选重组细胞5 实现功能表达 一 目的基因的获取 主要指的是编码蛋白质的结构基因 2 目前常用获取方法 1 目的基因 1 从基因文库中获取 2 利用PCR技术扩增 3 利用人工合成方法 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片断 导入到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基因 基因文库的构建模式图 通过对受体菌的培养而储存大量目的基因 基因文库 基因组文库 部分基因文库 cDNA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 利用PCR技术扩增 目的基因 技术的原理 获取的前提 DNA双链复制 PCR技术过程 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 以便根据这一序列合成引物 变性 复性 延伸 结果 数量呈 n扩增 变性 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 利用PCR技术扩增目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 反转录法根据已知的氨基酸序列合成 人工合成 目的基因 使用范围 基因较小 核苷酸序列又已知 可以人工合成 具体方法 二 25 基因表达载体的构建 核心 1 表达载体的组成 复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因等 2 表达载体的功能 1 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并能遗传 2 使目的基因能够表达和发挥作用 位于基因首端 是RNA聚合酶识别和结合的部位 驱动基因转录出mRNA 最终获得蛋白质 启动子 终止子 位于基因的尾端 能终止DNA的转录 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出来 标记基因 质粒 DNA分子 限制酶处理 一个切口 两个切口获得目的基因 DNA连接酶 重组DNA分子 重组质粒 同一种 4 构建过程 基因表达载体 三 将目的基因导入受体细胞 1 转化 目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 2 常见的几种转化方法 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 最常用 显微注射技术 最常用 最有效 利用感受态细胞与重组质粒混合 基因枪法 花粉管通道法 1 目的基因导入植物细胞 1 农杆菌 农杆菌转化法 易感染双子叶植物和裸子植物 对大多数单子叶植物无感染力 植物受伤时伤口处分泌大量的酚类化合物 会吸引农杆菌 2 转化程序 目的基因 Ti质粒上的T DNA 插入 植物细胞 农杆菌 染色体DNA上 维持稳定和表达 并整合到 导入 感染 同时T DNA导入 目的基因导入动物细胞 1 转化程序 显微注射技术 目的基因表达载体 提纯 显微注射 取卵 受精卵 新性状的动物 导入 发育 目的基因导入微生物细胞 1 原核生物特点 繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少等 应用最广泛的是 大肠杆菌 转化程序 Ca2 处理细胞 形成 将重组表达载体溶于缓冲液 感受态细胞 混合 完成转化 四 目的基因的检测与鉴定 检测 检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 检测目的基因是否转录出了mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质 利用 DNA分子杂交技术 利用 分子杂交技术 利用 抗原 抗体杂交 鉴定 如 抗虫 抗病特性的鉴定 活性鉴定等 利用个体生物学水平 四 目的基因的检测与鉴定 1 为了培育节水高产品种 科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦 得到转基因小麦 其水分利用率提高了20 这项技术的遗传学原理是A 基因重组B 基因突变C 基因复制D 基因分离 A 2 利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功 最好检测A 是否有抗生素产生B 是否有目的基因表达C 是否有抗虫的性状出现D 是否能分离到目的基因 C 3 水母发光蛋白由236个氨基酸构成 其中天冬氨酸 甘氨酸和丝氨酸构成发光环 现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记 在转基因技术中 这种蛋白质的作用是A 促使目的基因导入受体细胞B 促使目的基因在受体细胞内复制C 使目的基因容易被检测出来D 使目的基因容易成功表达 C 4 根据mRNA的信息推出获取目的基因的方法是A 用DNA探针测出目的基因B 用mRNA探针测出目的基因C 用mRNA反转录形成目的基因D 用PCR技术扩增mRNA C 5 获取目的基因的方法有多种 下列不属于目的基因获取方法的是A 从基因组文库中获取B 从cDNA文库中获取C 从含目的基因生物细胞中获取D 利用PCR技术获取 C 6 下列高科技成果中 根据基因重组原理进行的是 多选 A 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 B 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因转移到棉花体内 培育出抗虫棉 C 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 D 我国科学家通过体细胞克隆技术培育出克隆牛 AB 8 不属于目的基因与运载体结合过程的是 A 用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端B 用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端C 将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处D 将重组DNA导入到受体细胞进行扩增 D 9 下列实例属于基因工程的是 将鸡的DNA分子的某个片段整合到小鼠的DNA分子中 将抗药菌的某个基因引入到草履虫的细胞内 将鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞 将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系A B C D C 11 下列有关基因工程技术的叙述 正确的是 A 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶 连接酶和运载体B 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D 只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 C 7 下列有关基因工程技术的叙述 正确的是 A 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶 连接酶和运载体B 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D 只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 C 8 下列关于基因工程的叙述 正确的是 A 基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B 细菌质粒是基因工程常用的运载体C 通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA 用另一种处理运载体的DNAD 为培育成抗除草剂的作物新品种 导入抗除草剂基因时只能以受精卵为载体 B 科学家通过基因工程的方法培育抗虫棉时 需从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因 放入 棉花的细胞中与棉花结合起来并发挥作用 回答 1 从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 此工具主要存在于 中 其特点是 限制酶 微生物 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点切割 2 苏云金芽孢杆菌中一个DNA分子上有许多基因 获得抗虫基因的具体做法是 用酶将苏云金芽孢杆菌的切成许多片段 然后将这些片段分别 再通过 导入不同的受体细胞中 让它们在各个不同的受体细胞中大量 从中找出含有目的基因的细胞 再用一定的方法把 分离出来 3 进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是 限制酶 DNA 与运载体结合 运载体 复制 带有目的基因的DNA片段 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 目的基因的检测与鉴定 12 1997年 科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组 并且在大肠杆菌中表达成功 请据右下图回答问题 1 此图是采取合成基因的方法获取基因的过程 2 图中 DNA是以 为模板 形成单链DNA 在酶的作用下合成双链DNA 从而获得了所需要的目的基因 人工 目的 控制胰岛素合成的信使RNA 3 图中 代表 它往往含 基因 以便对目的基因的检测 4 图中 表示 为使此过程顺利进行 一般须将大肠杆菌用处理 以增大其细胞对 5 图中 表示随大肠杆菌的繁殖而进行增殖 此目的基因在大肠杆菌内表达的标志是 重组DNA分子 标记 将目的基因导入受体细胞 钙离子 外围DNA分子的吸收 目