基因工程的基本工具和基本操作程序PPT课件.ppt

1、基因工程的基本工具和基本操作程序是基因工程的概念理解和理论基础1 .基因工程的概念理解(1)操作环境：评价体外重要步骤“表达载体的构建”的环境。 (1)、(2)的优点是与杂交育种相比，可以克服远缘杂交的不亲和障碍。 与突变育种相比，对生物性状进行定向改造。 (3)操作水平：分子水平。 (4)原理：转基因。 (5)本质：甲(供体提供目的基因)乙(受体表达目的基因)，即基因不变，合成蛋白不变，只是合成场所的转移。 基因工程的基本原理和理论基础的摘要以下图表示，主题强调“目的基因”的表达过程，只包括“转录和翻译”两个过程，不包括目的基因的复制。3、定位训练1 .目的基因被导入受体细胞后，能否稳定地维

2、持其遗传特性并表达，只能通过鉴定和检测才能知道。 属于以下目的基因的检测和鉴定的是()受体细胞中是否有目的基因检测受体细胞中是否有原因基因检测目的基因是否转录了mRNA检测目的基因，蛋白质A.B.C.D .c，4，2 .科学家用基因工程的方法进行大肠以下叙述的是() a .在含有抗生素的培养基中，可以检测出重组质粒b是否被导入大肠菌。 导入大肠杆菌的目的基因不一定能很好地表达C.DNA连接酶和限制性核酸内切酶。 目的基因检测和鉴定表达过程中没有产生互补的碱基对，d，5，试验点双基因工程操作工具1 .限制性核酸内切酶“分子雌性”(1)源：主要是从原核生物中分离纯化的。 (2)化学的本质：蛋白质。

3、 (3)作用(4)作用特征：特异性，即限制性酶能识别特定的脱氧核苷酸序列，并切断特定部位。 (5)由于切断方式、催化作用，可以再利用，通过切断DNA可以得到目的基因和载体的切断，重排切断：发生两个相同的粘性末端，平切：形成平端，6，提醒切断的化学键为磷酸二酯键。 目的在切断基因和载体时，使用相同种类的限制酶，以产生相同的粘性末端为目的。 从DNA分子中分离一个基因，需要两个限制酶，同时产生四个粘性末端。 不同DNA分子用相同的限制酶切断的粘性末端相同，同一DNA分子用不同的限制酶生成的粘性末端不同。7、2.DNA连接酶“分子缝合针”、8、扩大DNA连接酶和DNA聚合酶的比较，9、3 .基因进入

4、受体细胞的载体“分子转运车”(1)类型的注意质粒本质上是DNA，不是细胞器的特征：小型环。 (2)功能：将目的基因导入受体细胞。 (3)为了容易与必须在宿主细胞内稳定保存、大量复制的外来基因结合，有一个以上限制酶的切断部位的特殊基因标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。最常用的载体：质粒、其他载体：噬菌体衍生物、动植物病毒等、10，一般来说，天然载体不能满足人的所有要求，因此人们人工制造了一些天然载体，以满足不同的目的和需要常见的标记基因有抗生素基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。 作为载体，必须有很多限制酶的接点，而且最好只有一个酶的接点。 由于某些限制酶只能识别一个点，如果载体上有

5、一个以上的酶点，切断重组后一部分片段可能会丢失，如果丢失的片段中含有复制起点区域，进入受体细胞后就不能自主复制。 一个载体，11，如果身体有限制酶的一个接点，切断酶后，就能打开环接受外来DNA片段，不会失去自己的片段。 注意与细胞膜上的载体的不同，两者的化学本质和作用不同。 质粒可以自我复制，自身细胞、受体细胞、体外也可以复制。12、对位训练3 .以下对DNA连接酶的作用的记述，准确地说是() a .在某DNA片段的末端加入单一核苷酸，连接磷酸二酯键b .切断的两个DNA片段的骨架， 新磷酸二酯键c .两个DNA链上的碱基间的氢键d .双链DNA片段的互补粘性末端间只能连接双链DNA片段的平末

6、端间，b，13，试验点三基因工程的基本操作步骤1 .基因工程图：抗虫棉的培养过程，14， 2 .基本操作步骤(1)目的基因的获取是从基因库(基因组文库或cDNA文库)中获取的，15，人工合成目的基因：的一般方法是化学合成法和逆转法。 化学合成法：蛋白质氨基酸序列RNA碱基序列DNA碱基序列4种脱氧核苷酸人工合成目的基因转录法：分离供体细胞mRNA的单链DNA合成目的基因，16，PCR扩增技术和DNA复制的比较，17，(2)基因表达载体的最、18、注意力与载体相比，添加了启动子、目标基因、终结子三个基因片段，各自的功能不同。 启动子(DNA片段)起始密码子(RNA )终止子(DNA片段)终止密码

7、子(RNA )。 基因表达载体的构建方法提醒该过程使用了所有三种工具(仅两种工具酶)，是最核心和关键的一步。 将目的基因导入受体细胞，微生物成为受体细胞主要是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，目的基因产物多。 植物细胞也可以利用基因枪法和花粉管路法。 (4)目的基因的检测和表达，21， 对位训练4 .以下关于基因工程技术的记述准确地说() a .重组DNA技术用的工具酶是限制酶，连接酶和载体b .所有的限制酶都选择相同的特定的核苷酸序列c .选择细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快. d .目的基因对受体细胞以下选项可以说明目的基因在受体细胞中表达的是() a棉花二倍体细胞中检测出细菌的抗

8、虫基因b大肠菌中人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中从人生长激素DNA序列d酵母菌细胞中提取人干扰素蛋白，d，23，问题的(2)工具酶的本质是蛋白质，载体的本质是小型DNA分子，但不一定是环状的。 (3)标记基因的作用筛选，目的基因是否被导入受体细胞，常见的抗生素耐性基因，发光基因，表达产物是有色物质等。24、(4)受体细胞常用的植物受精卵和体细胞(组织培养)、动物受精卵(一般不使用体细胞)、微生物大肠菌、酵母菌等，合成糖蛋白、具有生物活性的胰岛素需要使用真核生物酵母菌，需要内质网、高尔基体的加工、分泌。 一般不使用支原体是因为，在哺乳动物中成熟的红血球，没有核，不能合成蛋白质。 25、纠

9、正训练1.(2009浙江卷，3 )以下基因工程记述错误的是() a .目的基因和受体细胞都是自动的， 植物或微生物b .限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两种常用工具酶c .人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性d .载体上的抗性基因有利于筛选含有重组DNA的细胞和促进目标基因的表达， 26 .基因工程的目的基因和受体细胞都是自动的、能分析植物或微生物的常用工具酶，限制核酸内切酶和DNA连接酶即人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原没有生物活性，只有经过一定的物质活性才能有生物活性。载体上的抗性基因主要有利于筛选含有重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。 所以d是错误的。 答案

10、d，27，2.(2009重庆卷，2 )在下表中的基因表达选项中，不可能的是(， 28、细菌抗虫蛋白基因可以通过转基因技术进入棉花体内，在棉花叶肉细胞中表达细菌抗虫蛋白，使棉花具有抗虫能力的人酪氨酸酶基因能使正常人的皮肤细胞产生酪氨酸酶， 酪氨酸酶催化酪氨酸酶转化为黑色素的动物胰岛素基因通过基因重组技术转移到大肠杆菌内，能在大肠杆菌工程菌细胞中合成动物胰岛素的兔子是哺乳动物，因为成熟的红血球中没有核，所以不能表达血红蛋白。 答案d，29，3.(2009安徽卷，4)2008年诺贝尔化学奖被授予科学家“发现并发展了水母的绿色荧光蛋白”。 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因结合形成融合基因，将该融合基

11、因移植到真核生物细胞中，表达的蛋白质就会带有绿色荧光。 绿色荧光蛋白质在该研究中的主要作用是： () a .目标基因在细胞内的复制过程b .目标基因插入染色体的位置c .目标基因编码的蛋白质在细胞内的分布d .目标基因编码的蛋白质的空间结构， 30 )分析绿色荧光蛋白基因片段与目标基因结合的融合基因，将该融合基因移植到真核生物细胞内，表达的蛋白质带有绿色荧光，可以追踪目标基因编码的蛋白质在细胞内的分布。 所以c是正确的。 答案c，31，知识综合应用通过考察“关于抗虫作物培育过程的基因工程学知识”，提高“综合利用所学知识解决自然界和社会生活中的生物学问题”的能力。 典型分析(2009江苏卷，34

12、 )苏云金杆菌(Bt )能产生具有杀虫能力的毒素蛋白质。 下图是Bt毒素蛋白基因植物生长过程的示意图(ampr是氨苄西林抗性基因)，根据附图回答了以下问题。 用Hind、BamH将图中的DNA用完全的酶切断，反应管中就有DNA片段。 (2)图示Hind和BamH酶切、DNA连接酶连接的过程，在该过程中能够得到重组质粒的Bst和BamH酶交换，目的基因和质粒结合后就能得到种子重组质粒。 (3)目的基因插入质粒后，不影响质粒。 (4)图中的Ti质粒调控合成的vir蛋白质，帮助具有目的基因的tdna导入植物细胞，防止植物细胞中的tdna分解。 已知转基因植物中的毒素蛋白质只结合了一种昆虫肠上皮细胞表

13、面的特异受体，穿过细胞膜，使肠细胞开裂，导致昆虫死亡。 由于该毒素蛋白是人肠上皮细胞，所以对人的风险相对较小。 (6)在生产上，将上述转基因作物和非转基因作物混合播种，以降低害虫种群中基因频率的增加率。 为了分析、35、本问题并重点考察有关转基因技术的知识，需要特别注意基因工程步骤、DNA复制、基因工程操作工具等知识。 本问题特别注意图示的过程，从那里得到有效的信息，结合教科书的知识就能正确回答。 答案(1)4(2)21(3)复制(4)DNA水解酶(5)表面没有特异性受体(6)抗性，知识扩张提高问题2、6、8。 (2009福建总理，32 )转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。 质粒有Pst、Sm

14、a、EcoR、Apa等4种限制性酶切部位。 如果回答：(1)构建包含抗病基因的表达载体a，请选择限制性酶并切断它。 (2)培养基中的卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，要在该培养基上筛选导入了抗病基因的香蕉细胞，请将其包含在基因表达载体a中，作为标记基因。 因为含有香蕉组织细胞，所以可以利用组织培养技术将导入了抗病基因的香蕉组织细胞培育成植物体。 图中依次显示了组织培养中的香蕉组织细胞。 分析本问题调查关于基因工程的知识。(1)图表明，只有两种酶(即Pst和EcoR )能够维持抗病基因结构的完整性，因此，在构建含有抗病基因的表达载体a时，选择两种酶(即限制酶Pst和EcoR )来切断抗病基因

15、的DNA和质粒。 (2)为了抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，在该培养基上筛选导入了抗病基因的香蕉细胞，(3)香蕉组织细胞是全能的，因此能够利用组织培养技术将导入了抗病基因的香蕉组织细胞培养成植物体。 图中依次显示了组织培养中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。 答案(1)Pst，包含EcoR抗病基因的DNA，质粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脱分化，再分化，40，2.(2008江苏卷，32 )将动物病原菌的抗原基因导入马铃薯制作植物疫苗，饲养转基因马铃薯关于植物疫苗的制造过程的图和表如下所示。 请从、41、表1引物对排列表、42、上表中回答以下问题：(1)。 在常规PCR法扩增目的基因过程中，所使用的

16、DNA聚合酶与一般生物体内的DNA聚合酶不同，其主要特征是。 (2)PCR过程中的退火温度必须根据引物的碱数和种类来设定。 表1是基于模板设计的引物对排列，图2是引物对和模板的结合的示意图。 请选择判断哪个引物能够采用高退火温度。43、(3)图1步骤中使用的DNA连接酶，选择连接的DNA两端的碱基序列是否要求特异性。 (4)为了将外来基因转移到马铃薯上，图1的顺序中用于基因重组的细菌b是通常的。 (5)酶切满足设计要求的重组质粒t。 如果使用的酶能完全切开识别部位，请根据图1所示的酶切断部位和表2所示的识别序列判断以下的酶切断结果。 用EcoRI和PstI酶切断，得到种子DNA片段。 用Eco

17、RI和SmaI酶切断，得到DNA片段。44、解析(1)PCR技术需要在高温下解开DNA，所以使用的DNA聚合酶的耐热性必须很好。 (2)退火的温度和时间取决于引物的长度、碱基组成及其浓度，和目标基因序列的长度。 含有很多(gcc )的底漆可以采用比较高的退火温度。 (3)DNA聚合酶与限制酶不同，将DNA从5个端复制到3个端的酶没有特异性。 (4)农杆菌的细胞中有T-DNA，农杆菌在侵染植物伤口进入细胞后，能把T-DNA插入植物基因中，因此农杆菌是天然的植物遗传转化系统，常被用作植物转基因工程的载体对于、45、(5)重组质粒，EcoRI能切开m和x的连接部，PstI能在m和n之间的所有点切开，能把DNA分成两个片段的EcoRI还能切开m处，SmaI认识到n和y再结合形成的连接点答案(1)耐高温(2)引物为b(3)no(4)农杆菌(5)21，46，3 .基因工程中使用的限制性酶切断目的基因和质粒，容易重组和筛选。 已知限制酶的识别序列和接点为GGATCC，限制酶的识别序列和接点为GATC。 根据、47、(1)已知条件和图，上述质粒被限制酶切断，目的基因被限制酶切断。 将切下的目的基因片段插入质粒的切口