[精品課件]基因工程的基本操作步驟（趙莉公開(kāi)課）

1、任課教師：趙莉任課教師：趙莉1 1、基因工程包括哪些步驟？、基因工程包括哪些步驟？3 3、基因工程中的核心環(huán)節(jié)是哪一步？、基因工程中的核心環(huán)節(jié)是哪一步？4 4、基因表達(dá)載體導(dǎo)入到受體細(xì)胞有哪些方法？、基因表達(dá)載體導(dǎo)入到受體細(xì)胞有哪些方法？5 5、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞就會(huì)成功表達(dá)嗎？、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞就會(huì)成功表達(dá)嗎？ 如何檢測(cè)和鑒定？如何檢測(cè)和鑒定？2 2、什么是目的基因？獲取的方法有哪些方法？、什么是目的基因？獲取的方法有哪些方法？ 思考討論問(wèn)題：思考討論問(wèn)題：銀燭秋光冷畫(huà)屏，輕羅小扇撲流螢；銀燭秋光冷畫(huà)屏，輕羅小扇撲流螢；天階夜色涼如水，坐看牛郎織女星。天階夜色涼如水，坐看牛郎織女星。基

2、因工程的根本操作程序基因工程的根本操作程序一、目的基因的獲取一、目的基因的獲取二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞四、目的基因的檢測(cè)與鑒定四、目的基因的檢測(cè)與鑒定 主要是指主要是指編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì)的基因的基因( (一目的基因一目的基因 目前被廣泛提目前被廣泛提取使用的目的基因取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗有：蘇云金桿菌抗蟲(chóng)基因、植物抗病蟲(chóng)基因、植物抗病基因抗病毒、抗基因抗病毒、抗細(xì)菌細(xì)菌) )、人胰島素、人胰島素基因等。基因等。一、目的基因的獲取一、目的基因的獲取二獲取目的基因的方法二獲取目的基因的方法1、從基因文庫(kù)中直接獲取、

3、從基因文庫(kù)中直接獲取2、PCR技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增3、人工合成、人工合成 核心核心二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建 科學(xué)家在培育抗蟲(chóng)棉時(shí)，起初把科學(xué)家在培育抗蟲(chóng)棉時(shí)，起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因插入載體蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因插入載體質(zhì)粒中，然后導(dǎo)入棉花的受精卵中，質(zhì)粒中，然后導(dǎo)入棉花的受精卵中，結(jié)果抗蟲(chóng)基因在棉花體內(nèi)沒(méi)有表達(dá)。結(jié)果抗蟲(chóng)基因在棉花體內(nèi)沒(méi)有表達(dá)。 然后在插入抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入抗蟲(chóng)基因然后在插入抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入抗蟲(chóng)基因啟動(dòng)啟動(dòng)子子，導(dǎo)入棉花受精卵，長(zhǎng)成的棉花植株還是沒(méi)有抗蟲(chóng)，導(dǎo)入棉花受精卵，長(zhǎng)成的棉花植株還是沒(méi)有抗蟲(chóng)能力。科學(xué)家又在有啟動(dòng)子、抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入能力

4、?？茖W(xué)家又在有啟動(dòng)子、抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入抗蟲(chóng)基因抗蟲(chóng)基因終止子終止子，導(dǎo)入棉花受精卵，結(jié)果成長(zhǎng)的植株，導(dǎo)入棉花受精卵，結(jié)果成長(zhǎng)的植株，有了抗蟲(chóng)能力。有了抗蟲(chóng)能力。 啟動(dòng)子啟動(dòng)子 啟動(dòng)子：?jiǎn)?dòng)子：位于基因首端一段能與位于基因首端一段能與RNARNA聚合酶聚合酶結(jié)合并能結(jié)合并能起始起始mRNAmRNA合成的序列。沒(méi)有啟動(dòng)子，基因就不能轉(zhuǎn)錄。合成的序列。沒(méi)有啟動(dòng)子，基因就不能轉(zhuǎn)錄。 RNA RNA聚合酶聚合酶: :能夠識(shí)別能夠識(shí)別啟動(dòng)子上的結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子上的結(jié)合位點(diǎn)并與其結(jié)并與其結(jié)合的一種蛋白質(zhì)合的一種蛋白質(zhì). . 終止子：終止子：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

5、斷，它片斷，它能阻礙能阻礙RNARNA聚合酶的移動(dòng)，并使其從聚合酶的移動(dòng)，并使其從DNADNA模板鏈上脫離模板鏈上脫離下來(lái)，使轉(zhuǎn)錄終止。下來(lái)，使轉(zhuǎn)錄終止。終止子終止子啟動(dòng)子啟動(dòng)子終止子終止子b b、目的基因、目的基因a a、啟動(dòng)子、啟動(dòng)子c c、終止子、終止子d d、標(biāo)記基因、標(biāo)記基因e e、復(fù)制原點(diǎn)、復(fù)制原點(diǎn)1 1、以下屬于獲取目的基因的方法的是、以下屬于獲取目的基因的方法的是 利用利用mRNAmRNA反轉(zhuǎn)錄形成反轉(zhuǎn)錄形成 從基因組文庫(kù)中提取從基因組文庫(kù)中提取 從受體細(xì)胞中提取從受體細(xì)胞中提取 利用利用PCRPCR技術(shù)技術(shù) 利用利用DNADNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 人工合成人工合成 A.A. B. B.

6、 C. C. D. D.2 2、有關(guān)基因工程的表達(dá)中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是、有關(guān)基因工程的表達(dá)中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A A、DNADNA連接酶將黏性末端的堿基對(duì)連接起來(lái)連接酶將黏性末端的堿基對(duì)連接起來(lái) B B、限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得、限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得 C C、目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞、目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞 D D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶3 3、19971997年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的能年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的DNADNA分子重組，并且在大腸桿菌中表分子重組，并且在大腸

7、桿菌中表達(dá)成功。請(qǐng)據(jù)右以下圖答復(fù)以下問(wèn)題。達(dá)成功。請(qǐng)據(jù)右以下圖答復(fù)以下問(wèn)題。(1)(1)此圖表示的是采取此圖表示的是采取_合合成基因的方法獲取成基因的方法獲取_基因的基因的過(guò)程。過(guò)程。(2) (2) 圖中圖中DNADNA是以為是以為_(kāi) _ _ _ 模板，形成模板，形成單鏈單鏈DNADNA，在酶的作用下合成雙鏈，在酶的作用下合成雙鏈DNADNA，從而獲得了所需要的目的基因。從而獲得了所需要的目的基因。人工人工 目的目的 控制胰島素合成的信使控制胰島素合成的信使RNARNA (3) (3) 圖中圖中代表代表 ，它往往含它往往含 基因，以便對(duì)基因，以便對(duì)目的基因的檢測(cè)。目的基因的檢測(cè)。重組重組DNA

8、DNA分子分子 標(biāo)記標(biāo)記 1 1、從基因文庫(kù)中直接獲取、從基因文庫(kù)中直接獲取1 1基因文庫(kù)的概念基因文庫(kù)的概念部分基因文庫(kù)：部分基因文庫(kù)： 基因組基因組DNADNA文庫(kù)：文庫(kù)： 將含有某種生物將含有某種生物不同不同基因的許多基因的許多DNADNA片斷，導(dǎo)入到受體菌片斷，導(dǎo)入到受體菌的的群體群體中，中，各個(gè)受體菌各個(gè)受體菌分別含有這種生物的分別含有這種生物的不同基因不同基因，稱為基，稱為基因文庫(kù)因文庫(kù)含有一種生物的含有一種生物的全部全部基因基因只包含了一種生物的局部基因，只包含了一種生物的局部基因，如如:cDNA:cDNA文庫(kù)文庫(kù)2 2基因文庫(kù)的建立方法基因文庫(kù)的建立方法提取某種生物的全部提取某

9、種生物的全部DNADNA用適當(dāng)?shù)南拗泼该盖杏眠m當(dāng)?shù)南拗泼该盖幸欢ù笮〉囊欢ù笮〉腄NADNA片段片段將將DNADNA片段與運(yùn)載體連接片段與運(yùn)載體連接導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存基因組文庫(kù)基因組文庫(kù)方法一：直接別離法方法一：直接別離法( (鳥(niǎo)槍法鳥(niǎo)槍法) )某種生物的單鏈某種生物的單鏈mRNAmRNA單鏈互補(bǔ)單鏈互補(bǔ)DNADNA雙鏈雙鏈cDNAcDNA片段片段導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存與運(yùn)載體連接與運(yùn)載體連接cDNAcDNA文庫(kù)文庫(kù)反逆轉(zhuǎn)錄酶反逆轉(zhuǎn)錄酶DNADNA聚合酶聚合酶方法二：反轉(zhuǎn)錄法方法二：反轉(zhuǎn)錄法-cDNA-cDNA的合成流程圖解的合成流程圖解PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增儀DNADNA雙

10、鏈復(fù)制的根本原理雙鏈復(fù)制的根本原理一段目的基因的核苷酸序列一段目的基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸一對(duì)引物一對(duì)引物熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定DNADNA聚合酶聚合酶(Taq(Taq酶酶模板模板DNADNA2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因技術(shù)擴(kuò)增目的基因原理：原理：前提：前提：原料：原料：條件：條件：利用利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因技術(shù)擴(kuò)增目的基因5 53 3G GG G T TC C3 35 5 A AG GC CC C5 53 3引物引物G GG G高溫高溫變性變性低溫低溫退火退火中溫中溫延伸延伸1.1.目的基因目的基因DNADNA受熱變性，解鏈；受熱變性，解鏈；5 53 3

11、 A AG G 引物引物2.2.引物與單鏈互補(bǔ)結(jié)合；引物與單鏈互補(bǔ)結(jié)合；3.3.合成鏈在合成鏈在DNADNA聚合酶作用下進(jìn)行延伸。聚合酶作用下進(jìn)行延伸。、肝炎，通常是指由多種致病因素-如病毒、細(xì) 急性重型肝炎菌、寄生蟲(chóng)、化學(xué)毒物、藥物和毒物、酒精等，侵害肝臟，使得肝臟的細(xì)胞受到破壞，肝臟的功能受到損害，它可以引起身體珠一系列不適病癥，以及肝功能指標(biāo)的異常。 需要注意的是，通常我們生活中所說(shuō)的肝炎，多數(shù)指的是由甲型、乙型、丙型、丁型、戊型等肝炎病毒引起的病毒性肝炎，這只是“肝炎家庭中一個(gè)最重要的分支，而上文中所說(shuō)的肝炎那么是指廣義上的肝炎，并不僅僅限于病毒性肝炎。有時(shí)人體營(yíng)養(yǎng)不良、勞累，甚至一個(gè)小小的感冒發(fā)燒，都有可能造成肝功能的一過(guò)性受損。 肝炎通?？梢苑譃槎喾N不同的類型：根據(jù)病因來(lái)分，可以分為病毒性肝炎、藥物性肝炎、酒精性肝炎、中毒性肝炎等；根據(jù)病程長(zhǎng)短來(lái)分，可以分為急性肝炎、慢性肝炎等；根