基因工程上课

1、基因工程基因工程的别名基因工程的别名操作水平操作水平实质或原理实质或原理基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术DNADNA分子水平分子水平基因重组基因重组基因工程基因工程基因工程的工具基因工程的工具 基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （简称限制酶）（简称限制酶）特点：特异性。特点：特异性。 即即一种一种限制酶限制酶只能识别一种只能识别一种特定的特定的核苷核苷酸序列酸序列，并且能在，并且能在特定的切点特定的切点上切割上切割DNADNA分子。分子。水解的部位：水解的部位：磷酸二酯键，不是氢键。磷酸二酯键，不是氢键。存在场所：主要是存在于微生物细胞中存在场所：主

2、要是存在于微生物细胞中作用结果：得到平末端或黏性末端。作用结果：得到平末端或黏性末端。 被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切口，两条单链的切口，带有几个带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好，他们之间正好互互补配对补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的端连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。连接的部位：连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。磷酸二酯键，不是氢键。 基因的针线基因的针线DNADNA连接酶连接酶 基因的运输工具基因的运输工具运载体

3、运载体 作为运载体的必备条件：作为运载体的必备条件：a.能在宿主细胞中复制并稳定地保存能在宿主细胞中复制并稳定地保存b.具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接c.具有某些标记基因（放射性、抗性基因等）具有某些标记基因（放射性、抗性基因等）常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类： 1）噬菌体或某些动植物病毒）噬菌体或某些动植物病毒 2）质粒（质粒是最常用的运载体）质粒（质粒是最常用的运载体） 大肠杆菌的质粒：大肠杆菌的质粒： 提取目的基因 目的基因与运载体结合（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基因操作的基本步骤基因操

4、作的基本步骤基因工程与基因重组基因工程与基因重组比较项目比较项目基因重组基因重组基因工程基因工程不不同同点点重组方式重组方式同一物种的不同基同一物种的不同基因因不同物种间的不同基因不同物种间的不同基因繁殖方式繁殖方式有性生殖有性生殖无性生殖无性生殖变异大小变异大小小小大大意义意义是生物变异的来源是生物变异的来源之一，对生物进化之一，对生物进化有重要意义有重要意义使人类有可能使人类有可能按自己的按自己的意愿直接定向意愿直接定向地改造生地改造生物，培育出新品种物，培育出新品种相同点相同点都实现了不同基因间的重新组合，都能使生都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异物产生变异拓展感悟1基因工

5、程的三种工具中，限制性核酸内切酶、DNA连接酶是基因操作过程中的酶工具，化学本质是蛋白质。但它们的功能不同，前者切割磷酸二酯键，后者连接磷酸二酯键。而运载体可能是质粒或病毒。2限制性核酸内切酶、DNA连接酶都是一类酶，不是一种酶。3.转基因动、植物的培育，因其细胞全能性不同，外源基因的受体、细胞也不同。培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵；培育转基因植物的受体细胞可用生殖细胞，也可用体细胞。基因工程常需与其他工程技术配合，才能实现目的。 目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合形成重组形成重组DNA分子分子用用同一种限制酶同一种限制酶切断目的基因和质粒，使得它们切断目的基因和质粒，使得它们产生

6、产生相同的黏性末端相同的黏性末端，然后利用，然后利用DNA连接酶连接酶把把两者两者“缝合缝合”形成形成重组重组DNA分子分子。 目的基因的检测和鉴定目的基因的检测和鉴定检测检测目的：目的：确定目的基因是否导入受体细胞确定目的基因是否导入受体细胞鉴定鉴定目的：确定目的基因是否完成表达，目的：确定目的基因是否完成表达，看有无基因产物生成看有无基因产物生成（1010浙江卷）苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研浙江卷）苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研究人员将表达这种毒蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻究人员将表达这种毒蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中，培育出一批转

7、基因抗螟水稻。请回答：的核基因组中，培育出一批转基因抗螟水稻。请回答：（1）染色体主要由组成，若要确定抗螟基因）染色体主要由组成，若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的。（2）选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到）选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到F1，从，从F1中选取一株进行自交得到中选取一株进行自交得到F2，F2的结果如下表：的结果如下表：表现型抗螟非糯性抗螟糯性不抗螟非糯性不抗螟糯性个体数142485016分析表中数据可知，控制这两对性状的基因位于染分析表中数据可知，控制这两对

8、性状的基因位于染色体上，所选色体上，所选F1植株的表现型为。亲本中抗螟非糯植株的表现型为。亲本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有种。性水稻可能的基因型最多有种。答案：（答案：（1）DNA和蛋白质和蛋白质 同源染色体同源染色体 （2）两对非同源）两对非同源 非糯性抗螟水稻非糯性抗螟水稻 4种种把该抗螟水稻和不抗螟水稻进行杂交，把该抗螟水稻和不抗螟水稻进行杂交，若出现性状分离，则为杂合子，若出现性状分离，则为杂合子，若没有性状分离，则为纯合子。若没有性状分离，则为纯合子。（3）现欲试种这种抗螟水稻，需检验其是否为纯合子，）现欲试种这种抗螟水稻，需检验其是否为纯合子，请用遗传图解表示检验过程（显、隐

9、性基因分别用请用遗传图解表示检验过程（显、隐性基因分别用B、b表示），并作简要说明。表示），并作简要说明。.为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因（为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因（HVA）导入小麦，筛选出）导入小麦，筛选出HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性基因成功整合到染色体上的高抗旱性T1 1植株（假定植株（假定HVA基因都能正常表达）。基因都能正常表达）。（1）某）某T1 1植株体细胞含一个植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交，在所得种子中，种皮含基因。让该植株自交，在所得种子中，种皮含HVA基因的种子所占比例为基因的种子所占比例为_，胚含，胚含HVA基因的种子所占比例

10、为基因的种子所占比例为_.（2）某些）某些T1 1植株体细胞含两个植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合情况有基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示下图所示的三种类型（黑点表示HVA基因的整合位点）。基因的整合位点）。将将T1 1植株与非转基因小麦杂交：若子代高抗旱性植株所占比例为植株与非转基因小麦杂交：若子代高抗旱性植株所占比例为50%，则两个，则两个HVA基因的整合位点属于图基因的整合位点属于图_类型；若子代高抗旱性植株所占的比例为类型；若子代高抗旱性植株所占的比例为100%，则两个，则两个HVA基因的整合位点属于图基因的整合位点属于图_类型。类

11、型。让图让图C所示类型的所示类型的T1 1植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为_。I：答案答案：（：（1）100% 75%（2） B A 15/16.（1414分）下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中分）下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tettetR R表示四环素抗表示四环素抗性基因，性基因，ampampR R表示氨苄青霉素抗性基因，表示氨苄青霉素抗性基因，BamHIBamHI、HindIIIHindIII、SmaISmaI直线所示为三种限制酶的酶切位点。直线所示为三种限制酶的酶切位点。 据图回答：据图回答：（

12、1 1）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。的培养基上进行。（2 2）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 （填字母代号）。（填字母代号）。 A.A.启动子启动子 B. tetB. tetR R C.C.复制原点复制原点 D. ampD. ampR R（3 3）过程可采用的操作方法是）过程可采用的操作方法是 （填字母代号）。（

13、填字母代号）。A.A.农杆菌转化农杆菌转化 B.B. 大肠杆菌转化大肠杆菌转化 C.C.显微注射显微注射 D.D. 细胞融合细胞融合（4 4）过程可采用的生物技术是）过程可采用的生物技术是 。（5 5）对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的）对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的 性。性。（6 6）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 （填字母代号）技术。（填字母代号）技术。A.A.核酸分子杂交核酸分子杂交 B.B. 基因序列分析基因序列分析 C.C.抗原抗原抗体杂交抗体杂交 D. PCRD. PCR1） Hind和

14、和BamH；氨苄青霉素；氨苄青霉素 A C胚胎移植技术胚胎移植技术 全能全能 C（1010江苏卷）下表中列出了几种限制酶识别序列及其江苏卷）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，圈切割位点，圈l l、圈、圈2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：点。请回答下列问题：（1）一个图）一个图1所示的质粒分子经所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含有切割前后，分别含有 个游离的磷酸个游离的磷酸基团。基团。 （2）若对图中质粒进行改造，插入的）若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性酶切位点越多，质粒的热稳定性越越 。（3）用图中的

15、质粒和外源）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不构建重组质粒，不能使用能使用Sma切割，原因是切割，原因是 。 （4）与只使用）与只使用EcoR I相比较，使用相比较，使用BamH 和和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优的优点在于可以防止点在于可以防止 。 （5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入的基因片段混合，并加入 酶。酶。 （6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了了 。 （7）为了从）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸