基因工程的基本操作程序2

基因工程的基本操作程序原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)(補(bǔ)充內(nèi)容）非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子①不編碼蛋白質(zhì)。：編碼蛋白質(zhì),連續(xù)不間斷編碼區(qū)非編碼區(qū)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)②調(diào)控遺傳信息表達(dá),上游有啟動(dòng)子，下游有終止子啟動(dòng)子真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)（補(bǔ)充內(nèi)容）編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)含子外顯子啟動(dòng)子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)外顯子：能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列：有調(diào)控作用,上游有啟動(dòng)子，下游有終止子非編碼序列：包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子內(nèi)含子原核生物編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)真核生物編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)外顯子區(qū)分： 非編碼區(qū) 非編碼序列（非編碼區(qū)、真核的內(nèi)含子）補(bǔ)充資料原核細(xì)胞真核細(xì)胞不同點(diǎn)編碼區(qū)是_____的編碼區(qū)是間隔的、_____的相同點(diǎn)都由能夠編碼蛋白質(zhì)的______和具有調(diào)控作用的______區(qū)組成的原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)非編碼蘇云金桿菌毒蛋白基因質(zhì)粒質(zhì)粒構(gòu)建農(nóng)桿菌棉花棉花細(xì)胞侵染轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)基因棉花抗蟲棉的構(gòu)建基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過程：提取棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入普通棉花(無抗蟲特性)棉花植株(有抗蟲特性)四個(gè)基本步驟：基因操作的基本步驟1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測(cè)和表達(dá)基因工程的基本操作程序書P8第一步獲取目的基因閱讀教材目的基因的獲取部分內(nèi)容，了解以下問題：1.什么是目的基因？2.獲取目的基因的途徑有哪些？3.什么是基因文庫(kù)、基因組文庫(kù)、cDNA文庫(kù)？4.什么是PCR技術(shù)？PCR技術(shù)的目的、原理、過程各是怎樣的？第一步：獲取目的基因目的基因主要是指______________________什么是目的基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因（一）從基因文庫(kù)中獲取目的基因（二）利用PCR技術(shù)合成目的基因（三）人工合成目的基因第一步：獲取目的基因(一)從基因文庫(kù)中獲取目的基因

將含有某種生物不同基因的許多DNA片斷，導(dǎo)入到受體菌的群體中，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫(kù)基因文庫(kù)

基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)（如:cDNA文庫(kù)）1.基因文庫(kù)概念辨析含有一種生物的所有基因只包含一種生物的一部分基因基因文庫(kù)的構(gòu)建文庫(kù)類型cDNA文庫(kù)基因組文庫(kù)文庫(kù)大小基因中啟動(dòng)子（具有啟動(dòng)作用的DNA片段）基因中的內(nèi)含子（位于編碼蛋白質(zhì)序列內(nèi)的非編碼DNA片段）基因多少物種間的基因交流小大無有無有某生物的部分基因某生物的全部基因可以部分基因可以如何從基因文庫(kù)中得到所需要的基因？依據(jù)：目的基因的有關(guān)信息。如：根據(jù)基因的核苷酸序列基因的功能、基因在染色體上的位置基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA

基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性1、構(gòu)建基因組DNA文庫(kù)時(shí)，首先應(yīng)分離細(xì)胞的A、染色體DNA

B、線粒體DNAC、總mRNA

D、tRNA2、目的基因可從基因文庫(kù)中獲得，下列有關(guān)基因文庫(kù)的描述正確的是A、某生物的全套基因就是一個(gè)基因文庫(kù)B、將含有某種生物不同的許多DNA片段，導(dǎo)入某個(gè)生物體內(nèi)，則這個(gè)生物就是一個(gè)基因文庫(kù)C、含有一種生物所有基因的基因文庫(kù)叫做基因組文庫(kù)D、含有一種生物的一部分基因的基因文庫(kù)叫cDNA文庫(kù)AC①概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)③條件：_______________________、_______________、__________、___________.②原理：__________④方式：以_____方式擴(kuò)增，即____（n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)）⑤結(jié)果：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段DNA復(fù)制已知基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸一對(duì)引物DNA聚合酶指數(shù)2n使目的基因的片段在短時(shí)間內(nèi)成百萬倍地?cái)U(kuò)增(二)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）⑥過程：a、DNA變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，_____斷裂，形成___________b、退火（復(fù)性55℃-65℃）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因1、在遺傳工程中，若有一個(gè)控制有利性狀的DNA分子片段為ATGTG／TACAC，要使其數(shù)量增多，可用PCR技術(shù)進(jìn)行人工復(fù)制，復(fù)制時(shí)應(yīng)給予的條件是①雙鏈DNA分子為模板②ATGTG或TACAC模板鏈③四種脫氧核苷酸④四種核苷酸⑤DNA聚合酶⑥熱穩(wěn)定DNA聚合酶⑦引物⑧溫度變化⑨恒溫A．①③④⑦⑨B．①④⑥⑦⑧C．②⑤⑥⑦⑨D．①③⑥⑦⑧D2、在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，其中腺嘌呤脫氧核苷酸是460個(gè)）放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增4代，那么，在擴(kuò)增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)是A.540個(gè) B.8100個(gè) C.17280個(gè) D.7560個(gè)B③人工合成DNA法：(三)人工合成法獲取目的基因基因比較小，核苷酸序列已知。通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。第一步：獲取目的基因DNA合成儀根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法：

根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出相應(yīng)的信使RNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列推測(cè)推測(cè)目的基因化學(xué)合成(三)人工合成法獲取目的基因引申1、在已知序列信息的情況下，獲取目的基因的最方便方法是A、化學(xué)合成法

B、基因組文庫(kù)法C、cDNA文庫(kù)法

D、聚合酶鏈反應(yīng)2、下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是①?gòu)幕蛭膸?kù)中獲取目的基因②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因③反轉(zhuǎn)錄法④通過DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成A．①②③④B．①②③C．②③④ D．②③AD目的基因主要是指_______________的結(jié)構(gòu)基因。獲得目的基因的常見方法有三種：（1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因，根據(jù)基因的_________序列，基因在________上的位置，基因的________產(chǎn)物mRNA，基因的_______產(chǎn)物蛋白質(zhì)等獲取目的基因。（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，該技術(shù)是一項(xiàng)在________完成的核酸合成技術(shù)，前提條件是有一段已知目的基因的________序列，以便于合成_________。（3）如果基因較小且核苷酸序列已知，可以通過____________方法。編碼蛋白質(zhì)核苷酸染色體轉(zhuǎn)錄表達(dá)體外核苷酸引物人工合成小結(jié)：基因工程的基本操作程序書P8第二步構(gòu)建表達(dá)載體核心目的基因與載體結(jié)合成為重組基因目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因3、啟動(dòng)子：位于基因的

的一段特殊的

片斷，它是

識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出

。4、終止子：位于基因的

的一段特殊的

片斷，能終止

。

5、標(biāo)記基因的作用：2、表達(dá)載體的組成：1、目的：課本P11首端RNA聚合酶mRNADNA尾端DNAmRNA的轉(zhuǎn)錄是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將有目的基因的細(xì)胞篩選出來第二步：構(gòu)建表達(dá)載體1).用一定的_________切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切口，露出____________。2).用_____________切斷目的基因，使其產(chǎn)生_________________。3).將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的______處，再加入適量___________，形成了一個(gè)重組

DNA分子（重組質(zhì)粒）限制酶黏性末端同一種限制酶的黏性末端切口DNA連接酶相同第二步：構(gòu)建表達(dá)載體

目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合過程，實(shí)際上是不同來源的基因重組的過程。6.過程:基因工程的基本操作程序書P8第三步導(dǎo)入受體細(xì)胞得到轉(zhuǎn)基因生物目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化。基因槍法花粉管通道法1、轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____的過程。2、方法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞——顯微注射法——一般須用

處理細(xì)胞，使其成為

。受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)Ca2+感受態(tài)細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法特點(diǎn):能感染雙子葉植物和祼子植物,對(duì)單子葉植物無感染能力Ti質(zhì)粒的T—DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到其染色體上轉(zhuǎn)化過程:Ti質(zhì)粒目的基因構(gòu)建表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞插入植物細(xì)胞染色DNA表達(dá)新性狀轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞（2）基因槍法

基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力，將包裹在金屬顆粒表面的表達(dá)載體DNA打入受體細(xì)胞中，使目的基因與其整合并表達(dá)的方法。（3）花粉通道法

植物花粉在柱頭上萌發(fā)后，花粉管要穿過花柱直通胚囊?；ǚ酃芡ǖ婪ň褪窃谥参锸芊酆螅ǚ坌纬傻幕ǚ酃苓€未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞。目的基因表達(dá)載體提純?nèi)÷眩ㄊ芫眩╋@微注射受精卵新性狀動(dòng)物將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞顯微注射法導(dǎo)入過程：運(yùn)載體為質(zhì)粒，受體細(xì)胞為細(xì)菌受體細(xì)胞：細(xì)菌感受態(tài)細(xì)胞(細(xì)胞壁的通透性增大)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子(重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞)目的基因隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制氯化鈣獲得大量的目的基因、表達(dá)產(chǎn)物將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞感受態(tài)細(xì)胞表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增1、基因工程中科學(xué)家常用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞，原因是A．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便B．繁殖速度快C．遺傳物質(zhì)含量少、簡(jiǎn)單D．性狀穩(wěn)定、變異少2、基因工程常用的受體細(xì)胞有①大腸桿菌②枯草桿菌③支原體④動(dòng)植物細(xì)胞

A．①②③④B．①②③

C．②③④D．①②④BD3、基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的，在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是A.人工合成基因B.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.目的基因的檢測(cè)和表達(dá)C4.采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是①將毒素蛋白質(zhì)注射到棉受精卵中②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中③將編碼毒素蛋白的DNA序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵中④將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)A．①②B．②③C．③④D．①④C5.下列屬于基因工程中導(dǎo)入目的基因方法的是①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法②基因槍法③花粉管道法④顯微注射法⑤胚胎移植⑥D(zhuǎn)NA分子雜交法A．①②③④⑤⑥B．①②③④⑤C．①②③④D．①③④⑤⑥C基因工程的基本操作程序書P8第四步目的基因檢測(cè)與鑒定首先：其次：最后：還要：檢測(cè)與鑒定有哪些環(huán)節(jié)?具體方法？第四步目的基因檢測(cè)與鑒定檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因（關(guān)鍵）檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平鑒定DNA分子雜交技術(shù)－－DNA與DNA雜交方法分子雜交技術(shù)－－DNA與RNA雜交方法抗原－抗體雜交－－蛋白質(zhì)分子間的雜交方法書P14四、目的基因的檢測(cè)與鑒定1、分子水平的檢測(cè)：步驟

檢測(cè)內(nèi)容采用的方法結(jié)果顯示第一步轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因DNA分子雜交（DNA與DNA）是否成功顯示出雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA分子雜交技術(shù)（DNA與mRNA）同上第三步目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交同上2、個(gè)體水平的鑒定：（見課本P14最后一段)抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等

采用一定的技術(shù)手段，將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個(gè)單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列，那么，互補(bǔ)的堿基序列就會(huì)結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補(bǔ)堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。知識(shí)延伸——DNA分子雜交技術(shù)若不能表達(dá)，要對(duì)抗蟲基因再進(jìn)行修飾。怎樣檢驗(yàn)抗蟲基因在棉細(xì)胞內(nèi)是否表達(dá)呢？沒有抗蟲基因的棉植株有抗蟲基因的棉植株棉鈴蟲蟲沒有死蟲被殺死沒有表達(dá)目的基因表達(dá)基因工程的基本內(nèi)容

基因操作的基本步驟

基因操作的工具限制性內(nèi)切酶DNA連接酶運(yùn)載體目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因的檢測(cè)和表達(dá)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞提取目的基因小結(jié)基因工程的操作步驟：從細(xì)菌中取出質(zhì)粒從細(xì)胞中取出DNA用同種限制酶切斷兩個(gè)DNA具有相同的黏性末端提取目的基（如人的胰島素基因）用連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接（形成重組DNA分子）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（如大腸桿菌）利用質(zhì)粒中具有某些特性的基因進(jìn)行檢測(cè)并判斷目的基因是否表達(dá)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測(cè)（4）為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的

作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用

方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。（1）將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和

法。（2）由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用

技術(shù)，該技術(shù)的核心是

和

。植物組織培養(yǎng)脫分化（去分化）基因槍法（花粉管通道法）再分化耐鹽基因（目的基因）一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）練習(xí)（08上海巻）以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請(qǐng)回答下列問題。（1）獲得目的基因的