基因工程的基本操作程序(2016年)

1、1、基因工程至少需要哪三种工具？,2、这三种工具分别起什么作用？,温故知新：,1.2 基因工程的基本操作程序,目的基因的获取,1,基因表达载体的构建,2,3,将目的基因导入 受体细胞,4,目的基因的检测 与鉴定,1、目的基因主要是_ 如：与生物抗性相关的基因、优良品质相关的基因等,2、也可以是具有调控作用的因子,编码蛋白质的基因,1、 基因文库的概念:,将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入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的基因，称为基因文库,一、目的基因的获取方法,（一）从基因文库中获取,2、 基因文库的种类:,基因组文库：含有一种生物的_,部分基因文库：只包含了一

2、种生物的_， 如：cDNA文库,一、目的基因的获取方法,（一）从基因文库中获取,全部基因,部分基因,基因组文库与部分基因文库的关系,提取某种生物的全部DNA,用适当的限制酶,一定大小的DNA片段,将DNA片段与载体连接,导入受体菌中储存,_文库,3、基因文库构建的方法,基因组,提取某种生物的某器官或特定发育时期的mRNA,单链DNA,双链cDNA片段,重组载体,与载体连接,_文库,反（逆）转录酶,DNA聚合酶,导入受体菌,3、基因文库构建的方法,cDNA,怎样从基因文库中获取我们所需的目的基因呢?,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、基因的表达产物蛋

3、白质等特性来获取目的基因。,下列对目的基因和基因文库的理解，不正确的是：（ ） A基因组文库大于cDNA文库 B目的基因主要指编码蛋白质的结构基因 C基因文库就是指基因组文库 DcDNA文库只含有某种生物的一部分基因,练习1,C,一、目的基因的获取方法,（二）利用PCR技术扩增目的基因,PCR扩增仪,一、目的基因的获取方法,（二）利用PCR技术扩增目的基因,1、过程,目的基因变性（解旋）,引物与单链结合,延伸,2、原理：,DNA复制,3、前提：,有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成_,引物,一、目的基因的获取方法,（二）利用PCR技术扩增目的基因,4、条件,引物：,热稳定的DNA聚合酶,原料

4、：,模板：,目的基因,脱氧核苷酸,一小段单链DNA,5、扩增形式：指数（ 2n ）,下列属于PCR技术的条件的是 单链的脱氧核苷酸序列引物 目的基因所在的DNA片段 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA限制性内切酶 A. B. C. D.,练习2,B,一、目的基因的获取方法,（三）化学方法人工合成,前提：基因比较小、核苷酸序列已知,DNA合成仪,推测,推测,合成,蛋白质的氨基酸顺序,mRNA核苷酸序列,基因DNA的核苷酸序列,目的 基因,3、如果不知道目的基因的核苷酸序列，可采用_,获取目的基因的三种方法应用,1、如果知道目的基因两端的核苷酸序列，而且基因比较大，可采用_

5、,2、如果知道目的基因的序列，而且基因比较小，可采用_,PCR技术扩增,化学方法人工合成,构建基因文库的方法,二、基因表达载体的构建（基因工程的核心）,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,1、目的,2、基因表达载体的组成,目的基因、启动子、终止子、标记基因等,启动子：一段有特殊结构的_，位于基因首端，_识别和结合的部位,终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因尾端，_的终止信号,RNA聚合酶,DNA片段,转录,标记基因：鉴别受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出来,二、基因表达载体的构建（基因工程的核心）,使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下

6、一代,1、目的,2、基因表达载体的组成,目的基因、启动子、终止子、标记基因等,下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是( ) A需要限制酶和DNA连接酶 B必须在细胞内进行 C抗生素抗性基因可作为标记基因 D启动子位于目的基因的首端,练习3,B,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，在受体细胞内_的过程,维持稳定和表达,2、将目的基因导入植物细胞,（1）最常用的方法：农杆菌转化法,农杆菌特点：易感染_和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力。,双子叶植物,（1）最常用的方法：农杆菌转化法,原理：农杆菌的_上的T-DNA可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞_,Ti

7、质粒,染色体的DNA上,（2）基因枪法,利用压缩气体产生的动力 ，将包裹在金属粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法，这是单子叶植物中常用的一种基因转化法,（3）花粉管通道法,在植物花受粉后，花粉形成花粉管还末愈合前期，剪去柱头，然后，滴入DNA（含的基因）使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞,三、将目的基因导入受体细胞,3、将目的基因导入动物细胞,最常用最有效的方法：,显微注射技术,目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵） 显微注射 受精卵 新性状动物,三、将目的基因导入受体细胞,4、将目的基因导入微生物细胞,（1）微生物作受体细胞原因：,繁殖快、多为单细胞、遗传物

8、质相对少,（2）常用方法：Ca2+处理,四、目的基因的检测与鉴定,目的基因进入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道,1、检测转基因生物的DNA上是否插入了_,目的基因,1、检测转基因生物的DNA上是否插入了_,目的基因,DNA分子杂交技术：用含有_的DNA片段用_标记作为探针与转基因生物的的基因组DNA杂交，如果出现_，就表明目的基因插入染色体DNA中,目的基因,放射性同位素,杂交带,转基因生 物的DNA,探针,15N,15N,14N,14N,变性,变性,2、检测目的基因是否转录出了_,mRNA,分子杂交技术：从转基因生物中提取出_，用标记的目的基因作_，与

9、mRNA杂交，如果显示出杂交带，表明目的基因转录出了mRNA,mRNA,探针,变性,探针,15N,15N,转基因生物 的mRNA,14N,14N,3、检测目的基因是否翻译出了_,蛋白质,抗原抗体杂交：从转基因生物体内提取出_，用相应的抗体进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产物,蛋白质,4、个体水平检测,如抗虫、抗病的接种实验以确定抗性以及抗性的程度,例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。,课堂练习,1、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

10、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,课堂练习,2、下列属于获取目的基因的方法的是( ) 利用mRNA反转录形成 从基因组文库中提取 从受体细胞中提取 利用PCR技术 利用DNA转录 人工合成 A. B. C. D.,D,课堂练习,3、有关基因工程的叙述正确的是 （ ） A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料,D,【拓展深化】 工具酶只有两种：限制酶在操作程序1、2中用到且要求用同一种，目的是产生相同的黏性末端；DNA连接酶只在操作程序2中用到。,课堂练习,4、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ） A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达,C,【拓展深化】 只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对