基因工程的步骤好有真原核基因区别

1、基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序知识点一：知识点一：1 1原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区与与RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子终止子终止子启动子：启动子：是一段有特殊结构的是一段有特殊结构的DNADNA片段，片段，位于基因首端位于基因首端是是RNARNA聚合酶识别和结合的部位并能聚合酶识别和结合的部位并能驱动基因转录驱动基因转录出出mRNAmRNA。没有启动子，基因就不能转录。没有启动子，基因就不能转录。终止子：终止子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片断，它能片断，它能阻碍阻碍RN

2、ARNA聚合酶的移动，并使其从聚合酶的移动，并使其从DNADNA模板链上脱离下来，模板链上脱离下来，使转录终止使转录终止。不能转录不能转录为信使为信使RNARNA，不能不能 编码编码蛋白质。蛋白质。：能转录能转录相应的信使相应的信使RNARNA，能能 编码编码蛋白质蛋白质 编码区编码区非编码区非编码区原核原核细胞细胞的的 基因基因结构结构有调控序列，最重要的是有调控序列，最重要的是RNARNA聚合酶结合位点。聚合酶结合位点。非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区内含子内含子 外

3、显子外显子 启动子启动子终止子终止子知识点一：知识点一：2 2真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构真核真核细胞细胞的的 基因基因结构结构编码区编码区非编码区非编码区外显子：能编码蛋白质外显子：能编码蛋白质内含子：不内含子：不能编码能编码蛋白质的序列蛋白质的序列与原核细胞相同与原核细胞相同非编码序列：非编码序列：包括非编码区和内含子包括非编码区和内含子原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞与真核细胞的基因结构比较思考思考编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？细胞与真核细胞基因结构一样长吗？连续连续不连续不连续编码区编码区非编码非编码2

4、2基因基因表达载体的构建表达载体的构建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与鉴定目的基因的获取目的基因的获取阅读课本第一自然段，回答以下问题：阅读课本第一自然段，回答以下问题：2 2获取目的基因的常用方法有哪些？获取目的基因的常用方法有哪些？（1 1）从基因文库中获取）从基因文库中获取（2 2）利用）利用PCRPCR技术扩增技术扩增（3 3）人工合成）人工合成1 1什么叫目的基因？并举例说明。什么叫目的基因？并举例说明。主要是编码蛋白质的基因，也可以是一些主要是编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子具有调控作用的因子（一）从基因文

5、库中获取目的基因（一）从基因文库中获取目的基因1.基因文库：基因文库：概念见课本概念见课本2.基因文库的分类基因文库的分类:按外源按外源DNA片段的来源分类片段的来源分类种种类类基因组文库：基因组文库：含有一种生物的含有一种生物的全部全部基因基因部分基因文库：部分基因文库：只包含了一种生物的只包含了一种生物的部分部分基因，基因， 如：如：cDNA文库文库3.基因文库的目的基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。需的目的基因。提取某种生物的全部提取某种生物的全部DNADNA用适当的限制酶切用适当的限制酶切一定大小的一定大小的

6、DNADNA片段片段将将DNADNA片段与载体连接片段与载体连接导入受体菌中储存导入受体菌中储存基因组文库基因组文库单链互补单链互补DNADNA双链双链cDNAcDNA片段片段导入受体菌中储存导入受体菌中储存与载体连接与载体连接cDNAcDNA文库文库反（逆）转录酶反（逆）转录酶DNADNA聚合酶聚合酶（2 2）反转录法：）反转录法：cDNAcDNA的合成流程图解的合成流程图解某种生物的单链某种生物的单链mRNAmRNA思考：思考：基因组文库和部分基因文库（如基因组文库和部分基因文库（如cDNA）的关系？）的关系？2 2基因组文库和基因组文库和cDNAcDNA文库的比较文库的比较3 3小小大大

7、无无有有无无有有某种生物的部分某种生物的部分基因基因某种生物的全部某种生物的全部基因基因可以可以部分基因可以部分基因可以2 2利用利用PCRPCR扩增目的基因（阅读课本第扩增目的基因（阅读课本第1010页回答问题）页回答问题）（1 1）RCR RCR 的中文全称？的中文全称？PCRPCR是一项什么样的技术？是一项什么样的技术？（2 2）PCRPCR原理？利用这一技术获取目的基因的前提？原理？利用这一技术获取目的基因的前提？（3 3）PCRPCR的过程？这一过程利用了什么酶？的过程？这一过程利用了什么酶？（4 4）通过）通过PCRPCR使目的基因的数目如何增长？使目的基因的数目如何增长？ 概念：

8、概念：PCRPCR全称为全称为_，是一项，是一项 在生物在生物_复制复制_的核酸合成技术的核酸合成技术 条件：条件：原理：原理：方式：以方式：以_方式扩增，即方式扩增，即_（n n为扩增循为扩增循 环的次数）环的次数）结果：结果：聚合酶链式反应聚合酶链式反应体外体外特定特定DNADNA片段片段DNADNA复制复制四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 热稳定热稳定DNADNA聚合酶聚合酶指数指数2 2n n在短时间内大量扩增目的基因在短时间内大量扩增目的基因前提：前提：一对引物、一对引物、 模板模板DNADNA（含目的基因）（含目的基因）过程：过程：A ADNADNA变性变性（90-9590-95）：双

9、链）：双链DNADNA模板模板 在热作用下，在热作用下，_断裂，形成断裂，形成_B B退火退火（复性复性55-6555-65）：系统温度降低，）：系统温度降低， 引物与引物与DNADNA模板模板结合，形成局部结合，形成局部_。 C C延伸延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，酶的作用下， 合成与模板互补的合成与模板互补的_。 氢键氢键单链单链DNADNA双链双链DNADNA链链5 5/ /3 3/ /G GG GT TC C3 3/ /5 5/ /A AG GC CC C5 5/ /3 3/ /引物引物G GG G变性变性复性复性延伸延伸1 1变性变性(9(90 095

10、 )95 )：目的基因：目的基因DNADNA受热变性，解链为受热变性，解链为单链；单链；2 2复性（复性（5 55 560 60 ）：引物与两条单链通过碱基互）：引物与两条单链通过碱基互补配对原则结合；补配对原则结合；3 3延伸（延伸（707075 75 ）：在）：在TaqDNATaqDNA聚合酶的作用下，聚合酶的作用下，以以dNTPdNTP为原料，从引物的为原料，从引物的55端端33端延伸，合成与模端延伸，合成与模板互补的板互补的DNADNA链链 5 5/ /3 3/ /A AG G引物引物（二（二) )利用利用PC(RPC(R技术扩增目的基因技术扩增目的基因PCRPCR技术扩增与技术扩增与

11、DNADNA复制的比较复制的比较四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸模板、能量、酶模板、能量、酶DNADNA在高温下变性解旋在高温下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化体外复制体外复制细胞核内细胞核内热稳定的热稳定的DNADNA聚合酶聚合酶细胞内的细胞内的DNADNA聚合酶聚合酶大量的大量的DNADNA片段片段形成整个形成整个DNADNA分子分子( (二二) )利用利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因小结小结目的基因的获取目的基因的获取目的基因的定义目的基因的定义常用常用方法方法从基因文库从基因文库中获取中获取利用利用PCRPCR技技术扩增术扩增人工合成人工合成基因组文库基因组文库部分基因文库部分

12、基因文库原理、条件原理、条件方式、结果方式、结果过程过程二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建 核心核心1 1如何构建基因表达载体？如何构建基因表达载体？2 2基因表达载体构建的目的？基因表达载体构建的目的？3 3基因表达载体的组成？基因表达载体的组成？4 4启动子、终止子、标记基因的作用分别是？启动子、终止子、标记基因的作用分别是？读教材回答以下问题读教材回答以下问题1.1.用一定的用一定的_切割切割 质粒，使其出现一个切质粒，使其出现一个切 口，露出口，露出2.2.用用_切断目切断目 的基因，使其产生的基因，使其产生 核心核心3.3.将切下的目的基因片段插入质粒的将切下的目的基因片段

13、插入质粒的_处，处， 再加入适量再加入适量_，形成了一个重组，形成了一个重组 DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶限制酶黏性末端平末端黏性末端平末端同一种限制酶同一种限制酶切口切口DNADNA连接酶连接酶二基因表达载体的构建二基因表达载体的构建相同的黏相同的黏末端末端平末端。平末端。基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并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。能够表达和发挥作用。目的基因目的基因启动子启动子终止子终止子标记基因标记基因目的：目的：位于基因的首端的一

14、位于基因的首端的一段特殊的段特殊的DNADNA片断，它是片断，它是RNARNA聚聚合酶识别和结合的部位，有了合酶识别和结合的部位，有了它才能它才能驱动基因转录出驱动基因转录出mRNAmRNA，最终获得蛋白质最终获得蛋白质位于基因的尾端的一位于基因的尾端的一段特殊的段特殊的DNADNA片断，片断，能终止能终止mRNAmRNA的转录的转录的作用是的作用是为了为了鉴别鉴别受受体细胞中是否含有目的基因，体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因的细胞筛选从而将有目的基因的细胞筛选出来出来 通读教材回答问题通读教材回答问题1转化的概念转化的概念2将目的基因导入植物、动物、微生物细胞将目的基因导入植物、动

15、物、微生物细胞的方法分别有哪些？的方法分别有哪些？（一）转化：（一）转化： （二）方法（二）方法将目的基因导入将目的基因导入植物细胞植物细胞将目的基因导入将目的基因导入动物细胞动物细胞将目的基因导入将目的基因导入微生物细胞微生物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注射法显微注射法感受态细胞感受态细胞目的基因进入目的基因进入_内，并且在内，并且在 受体细胞内维持受体细胞内维持_和和_的过程的过程受体细胞受体细胞稳定稳定表达表达易感染双子叶植物和裸子植物，对大多易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力。数单子叶植物没有感染能力。原理：原理：Ti

16、质粒上的质粒上的T-DNA可以转移可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的体的DNA上。上。仔细阅读课本将目的基因导入植物细胞仔细阅读课本将目的基因导入植物细胞（1 1）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是？）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是？（2 2）农杆菌如何感染植物细胞？）农杆菌如何感染植物细胞？（3 3）农杆菌的）农杆菌的TiTi质粒中有何特点？质粒中有何特点？（4 4）若用农杆菌转化法应选用什么作为运载体？将目）若用农杆菌转化法应选用什么作为运载体？将目的基因插入运载体的什么部位？此时的农杆菌是受体细的基因插入运载体的什么部位？此时的农杆菌

17、是受体细胞吗？胞吗？（5 5）获得含有目的基因的受体细胞后如何获得具有新）获得含有目的基因的受体细胞后如何获得具有新性状的植物体？原理？性状的植物体？原理？（6 6）农杆菌转化法和基因枪法分别适用于什么生物？）农杆菌转化法和基因枪法分别适用于什么生物？过程：过程：优点：优点：稳定、经济、有效稳定、经济、有效将外源目的基因插入将外源目的基因插入TiTi质粒质粒的的T-DNAT-DNA中形成重组中形成重组TiTi质粒质粒将重组将重组TiTi质粒质粒转入农杆菌转入农杆菌使含重组使含重组TiTi质粒的农质粒的农杆菌感染植物细胞杆菌感染植物细胞含目的基因含目的基因的植物细胞的植物细胞表现出新性状的植株表

18、现出新性状的植株（2）基因枪法基因枪法（3）花粉管通道法花粉管通道法2 2将目的基因导入动物细胞将目的基因导入动物细胞方法：显微注射法方法：显微注射法程序：程序：目的基因表达载体提纯目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵）取卵（受精卵） 显微注射显微注射 受精卵受精卵 新性状动物新性状动物3 3将目的基因导入微生物细胞将目的基因导入微生物细胞阅读课本：早期基因工程为何选择原核阅读课本：早期基因工程为何选择原核生物作为受体细胞？方法？生物作为受体细胞？方法？原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少少方法：方法： 用用Ca2+处理细胞处理细胞 感受态细胞感受态细胞

19、 表达表达载体与感受态细胞混合载体与感受态细胞混合 感受态细胞吸感受态细胞吸收收DNA分子分子1 1获取目的基因的常用方法、获取目的基因的常用方法、PCRPCR技术的原理、条件、技术的原理、条件、过程、方式、结果。过程、方式、结果。2 2人工合成目的基因的方法及过程。人工合成目的基因的方法及过程。3 3构建基因表达载体的目的、基因表达载体的组成及构建基因表达载体的目的、基因表达载体的组成及各组成部分的作用。各组成部分的作用。4 4基因表达载体的构建过程？将目的基因导入植物、基因表达载体的构建过程？将目的基因导入植物、动物、微生物细胞的方法分别是什么？动物、微生物细胞的方法分别是什么？5 5农杆

20、菌转化法的原理（即农杆菌转化法的原理（即TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA的作用特的作用特点）、适用范围。点）、适用范围。6 6叙述用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞的过叙述用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞的过程。程。复习（复习（15分钟后黑板展示）分钟后黑板展示）阅读课本：目的基因的检测与鉴定阅读课本：目的基因的检测与鉴定 目的基因检测的过程分为哪几步？分别用目的基因检测的过程分为哪几步？分别用什么方法？什么方法？ 鉴定（个体生物学水平）方法？鉴定（个体生物学水平）方法？四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定 检测检测（分子检测）（分子检测） 鉴定鉴定（个体生物学水平）

21、（个体生物学水平）检测目的基因是否翻译成蛋白质检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等检查是否成功检查是否成功检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了mRNA检测转基因生物染色体的检测转基因生物染色体的DNA 上是否插上是否插 入了目的基因入了目的基因检测转基因生物染色体的检测转基因生物染色体的DNA上是否插了上是否插了目的基因目的基因过程过程:A首先取出转基因生物的基因组首先取出转基因生物的基因组DNA。B对对含目的基因的含目的基因的DNA片段片段作放射性同位素作放射性同位素标记，以此做探针。标记，以此做探针。C使探针和转基因生物的基因

22、组杂交使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示若显示出杂交带，表明染色体已插入染色体出杂交带，表明染色体已插入染色体DNA中。中。方法方法:DNA分子杂交分子杂交DNADNA分子杂交示意图分子杂交示意图 采用一定的技术手段，将两种生物的采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。序列的部位，仍然是两条游离的单链。 目的基因的检测示意

23、图目的基因的检测示意图检测目的基因是否转录出了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检测目的基因是否翻译成蛋白质方法方法:分分 子子 杂杂 交交方法方法: 抗原抗体杂交抗原抗体杂交过程过程: 用上述探针和转基因生物的用上述探针和转基因生物的mRNA杂交，若出现杂杂交，若出现杂交带，表明目的基因转录出了交带，表明目的基因转录出了mRNA.鉴定鉴定 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等例：用棉铃饲喂棉例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后

24、中因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。抗虫基因并得到表达。思考：若培育耐盐碱的水稻，如何鉴定？思考：若培育耐盐碱的水稻，如何鉴定？归纳： 基因工程的基本操作程序 获取目的基因获取目的基因u从基因文库从基因文库u利用利用PCRPCRu化学方法人工合成化学方法人工合成 构建基因表达载体构建基因表达载体u目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞u农杆菌转化法、显微注射法农杆菌转化法、显微注射法 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定u检测：是否插入、转录、翻译检测：是否插入、转录、

25、翻译u鉴定：鉴定：学以致用学以致用若用若用Bt毒蛋白基因作为目的基因培育转毒蛋白基因作为目的基因培育转基因抗虫棉，可用什么方法？叙述培育过程！基因抗虫棉，可用什么方法？叙述培育过程！练习：为扩大可耕地面积，增加粮食产量，练习：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国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。系。（）获得耐盐基因后，构建重组（）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所分子所用的限制性内切酶作用于图中的用的限制性内切酶作用于图中的 处，处，DNA连接酶作用于连接酶作用于 处。（填处。（填“a”或或“b”）aa（）将重组（）将重组DNA分子导入水稻受体细胞