生物精华基因工程基本操作

1、有同学知道这三种标志吗有同学知道这三种标志吗? ? 非转基因产品认证非转基因产品认证绿色食品绿色食品质量安全质量安全 1简述基因工程基本操作的四个步骤简述基因工程基本操作的四个步骤; 2简述目的基因的获得、运载体的构建、目的基简述目的基因的获得、运载体的构建、目的基 因的导入与检测等常用的方法及其基本原理因的导入与检测等常用的方法及其基本原理. 考点列举考点列举 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 1 1、目的基因的获取、目的基因的获取 2 2、基因表达载体的构建、基因表达载体的构建 3 3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞 4 4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测

2、与鉴定 活动活动1 1 结合基因操作的四个基本过程结合基因操作的四个基本过程, ,你能说出下列历史你能说出下列历史 事件，为什么对基因工程的诞生起到了决定性的作用？事件，为什么对基因工程的诞生起到了决定性的作用？ 年份年份重大事件重大事件 19441944AveryAvery等证明等证明DNADNA是遗传物质。是遗传物质。 19521952Alfred HershyAlfred Hershy和和Marsha ChaseMarsha Chase证明证明T T2 2噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNADNA。 19531953James D. WatsonJames D. Watson和和F

3、rancis H. C. CrickFrancis H. C. Crick揭示了揭示了DNADNA分子的双螺旋结构和半保分子的双螺旋结构和半保 留复制机制留复制机制（19621962年年NobelNobel生理或医学奖）。生理或医学奖）。 19571957CrickCrick又提出了遗传信息传递的又提出了遗传信息传递的“中心法则中心法则”（19681968年年NobelNobel生理或医学奖）。生理或医学奖）。 19701970H.O. SmithH.O. Smith等分离出第一种限制性核酸内切酶等分离出第一种限制性核酸内切酶（19781978年年NobelNobel生理或医学奖）生理或医学奖

4、） 19721972Paul BergPaul Berg小组完成了首次体外重组实验小组完成了首次体外重组实验（19801980年年NobelNobel化学奖）。化学奖）。 19731973斯坦福大学的斯坦福大学的S. CohenS. Cohen小组将含有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌小组将含有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌R6-5R6-5质粒与含质粒与含 有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒pSC101pSC101连接成重组质粒，具有双重抗连接成重组质粒，具有双重抗 药性。药性。 19751975F. SangerF. Sanger、A. MaxamA. Maxam

5、和和W. GilbertW. Gilbert发明了发明了DNADNA快速测序技术快速测序技术（1986 Nobel1986 Nobel生理生理 或医学奖）。或医学奖）。 19801980科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。 19831983科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。 19831983PCRPCR技术问世（技术问世（19881988年发现年发现TaqDNATaqDNA聚合酶）聚合酶）（19931993年年NobelNobel化学奖）。化学奖）。 理论基础理论基础技术支

6、持技术支持 合成基因合成基因组织、器官、细胞组织、器官、细胞基因组基因组DNADNA cDNAcDNA文库文库 基因文库基因文库 目的基因的克隆目的基因的克隆 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 第一步：第一步： 目的基因的获取目的基因的获取 如何建立如何建立? 活动活动2 体验基因文库的构建过程体验基因文库的构建过程 分析基因文库构建过程的图解，思考问题：分析基因文库构建过程的图解，思考问题： 什么意思？什么意思？ 怎么做？怎么做？ 温和噬菌体：温和噬菌体： 感染宿主细菌感染宿主细菌 后不引起细菌后不引起细菌 裂解而与宿主裂解而与宿主 细胞建立共生细胞建立共生 关系并随细菌关系并随

7、细菌 繁殖传给细菌繁殖传给细菌 后代。后代。 解读解读cDNAcDNA文库文库 的构建过程的构建过程 (1)(1)提取某种生提取某种生 物发育某一时物发育某一时 期的期的mRNA;mRNA; (2)mRNA(2)mRNA反转录反转录 形成形成DNADNA片段片段; ; (3)DNA(3)DNA片段与片段与 载体连接后载体连接后, ,储储 存在一个受体存在一个受体 菌的群体中。菌的群体中。 活动活动2 体验基因文库的构建过程体验基因文库的构建过程 分析基因文库构建过程的图解，思考问题：分析基因文库构建过程的图解，思考问题： 就是基因就是基因 表达载体？表达载体？ （0808年江苏高考）年江苏高考

8、）将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗， 饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关 的图和表。的图和表。 注意基因克隆载体与基因表达载体的区别注意基因克隆载体与基因表达载体的区别 载体载体(vector(vector）：）： 用于承载、克隆、转移目的基因用于承载、克隆、转移目的基因(DNA(DNA片段片段) )， 能自我复制的能自我复制的DNADNA分子。分子。 （1 1）在基因克隆时：将目）在基因克隆时：将目 的片段转移到宿主细胞中进的片段转移到宿主细

9、胞中进 行复制克隆行复制克隆克隆载体克隆载体； （2 2）在基因导入受体时：）在基因导入受体时： 将目的片段转移到受体细胞将目的片段转移到受体细胞 中使目的片段稳定存在并表中使目的片段稳定存在并表 达达表达载体表达载体。 目的基因目的基因 启动子和终止子启动子和终止子 复制原点复制原点 标记基因标记基因 多种单一限制酶切点多种单一限制酶切点 合适大小合适大小 DNA片段片段 复制原点复制原点 标记基因标记基因 多种单一限制酶切点多种单一限制酶切点 合适大小合适大小 目的基因转移目的基因转移 转化或感染转化或感染 合成基因合成基因组织、器官、细胞组织、器官、细胞基因组基因组DNADNA cDNA

10、cDNA文库文库 基因文库基因文库 目的基因的克隆目的基因的克隆 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 第二步：第二步： 基因表达载体构建基因表达载体构建 活动活动3 体验基因表达载体的构建过程体验基因表达载体的构建过程 下图是天然土壤农杆菌下图是天然土壤农杆菌TiTi质粒结构示意图（示部分基因质粒结构示意图（示部分基因 及部分限制性内切酶作用位点），思考回答：及部分限制性内切酶作用位点），思考回答： 你知道双酶切法吗？你知道双酶切法吗？ （1010年江苏高考）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，年江苏高考）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点， 图图1 1、图、图2 2

11、中箭头表示相关限制酶的酶切位点。中箭头表示相关限制酶的酶切位点。 与只使用与只使用EcoEcoRR相比较，使用相比较，使用BamBamHH和和HinHindd两种限制酶同时处理质粒、两种限制酶同时处理质粒、 外源外源DNADNA的优点在于可以防止的优点在于可以防止_。 原核细原核细 胞表达胞表达 真核细真核细 胞表达胞表达 植物中植物中 表达表达 动物中动物中 表达表达 人体人体 表达表达 发酵发酵 工程工程 转基因转基因 植物植物 动物器官动物器官 发生器发生器 转基因转基因 动物动物 基因基因 治疗治疗 目的基因转移目的基因转移 转化或感染转化或感染 合成基因合成基因组织、器官、细胞组织、

12、器官、细胞基因组基因组DNADNA cDNAcDNA文库文库 基因文库基因文库 目的基因的克隆目的基因的克隆 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 第三步：第三步： 将目的基因导将目的基因导 入受体细胞入受体细胞 第四步：第四步： 目的基因的检目的基因的检 测与鉴定测与鉴定 你会优先选择转你会优先选择转 基因食品吗？简要说基因食品吗？简要说 明你的理由。明你的理由。 畅想基因产品的明天畅想基因产品的明天 解读解读cDNAcDNA文库文库 的构建过程的构建过程 (1)(1)提取某种生提取某种生 物发育某一时物发育某一时 期的期的mRNA;mRNA; (2)mRNA(2)mRNA反转录反转

13、录 形成形成DNADNA片段片段; ; (3)DNA(3)DNA片段与片段与 载体连接后载体连接后, ,储储 存在一个受体存在一个受体 菌的群体中。菌的群体中。 载体载体(vector(vector）：）： 用于承载、克隆、转移目的基因用于承载、克隆、转移目的基因(DNA(DNA片段片段) )， 能自我复制的能自我复制的DNADNA分子。分子。 （1 1）在基因克隆时：将目）在基因克隆时：将目 的片段转移到宿主细胞中进的片段转移到宿主细胞中进 行复制克隆行复制克隆克隆载体克隆载体； （2 2）在基因导入受体时：）在基因导入受体时： 将目的片段转移到受体细胞将目的片段转移到受体细胞 中使目的片段稳定存在并表中使目的片段稳定存在并表 达达表达载体表达载体。 目的基因目的基因 启动子和终止子启动子和终止子 复制原点复制原点 标记基因标记基因 多种单一限制酶切点多种单一限制酶切点