基因工程的原理和技術(shù)

第二節(jié)基因工程的原理和技術(shù)基因工程的原理：基因重組基因工程的目標(biāo)：讓人們感興趣的基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定和高效表達(dá)?；蚬こ痰幕静僮鞑襟E：1）獲得目的基因；2）形成重組DNA分子；3）將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞；4）篩選含有目的基因的受體細(xì)胞；5）目的基因的表達(dá)。步驟1：獲得目的基因目的基因：是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因如人的胰島素基因、干擾素基因、白細(xì)胞介素基因、植物的抗病基因、抗蟲(chóng)基因、抗除草劑基因、種子貯藏蛋白的基因等。獲得目的基因的方法：已知序列未知序列化學(xué)方法合成利用PCR技術(shù)擴(kuò)增從基因文庫(kù)獲得1）人工合成已知其序列已知其mRNA的序列已知其翻譯產(chǎn)物的氨基酸序列2）聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)即PCR技術(shù)氫鍵斷裂，形成單鏈DNA。引物與DNA模板結(jié)合，形成局部雙鏈。在酶的作用下，不斷延伸，合成雙鏈DNA。多次循環(huán)，獲得大量雙鏈DNA分子。PCR技術(shù)擴(kuò)增基因文庫(kù)：用重組DNA技術(shù)將某種生物細(xì)胞的總DNA或染色體DNA的所有片斷隨機(jī)地連接到基因載體上，然后轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)乃拗骷?xì)胞中，通過(guò)細(xì)胞增殖而構(gòu)成各個(gè)片段的無(wú)性繁殖系(克隆)，在制備的克隆數(shù)目多到可以把某種生物的全部基因都包含在內(nèi)的情況下，這一組克隆的總體就被稱(chēng)為某種生物的基因文庫(kù)。同一定義也適用于某種生物的線粒體DNA或葉綠體DNA的基因文庫(kù)。

基因庫(kù)是指某一生物群體中的全部基因。基因克隆是只包含某些特定基因或DNA片段的克隆?；蛭膸?kù)中包含著為數(shù)眾多的克隆，建成后可供隨時(shí)選取其中任何一個(gè)基因克隆之用。3）從基因文庫(kù)中獲取目的基因：基因文庫(kù):將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存,各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱(chēng)為基因文庫(kù)(genelibrary)基因組文庫(kù):基因文庫(kù)中包含了一種生物所有的基因,這種基因文庫(kù)叫做基因組文庫(kù).部分基因文庫(kù):基因文庫(kù)中包含了一種生物的一部分基因,這種基因文庫(kù)叫做部分基因文庫(kù).步驟2、重組DNA分子的形成：質(zhì)粒DNA分子同種限制酶一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）GAATTCCGTAGAATTCGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG思考：目的基因、運(yùn)載體質(zhì)粒經(jīng)DNA連接酶處理，可能有幾種產(chǎn)物？1、目的基因與目的基因結(jié)合；2、質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合；3、目的基因與質(zhì)粒結(jié)合。(08海南)圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性?xún)?nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)，ampR為青霉素抗性基因，tctR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動(dòng)因子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。（1）將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有

三種。目的基因—載體連接物載體--載體連接物目的基因--目的基因連接物

（2）用上述3種連接產(chǎn)物與無(wú)任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)的培養(yǎng)基中，能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶時(shí)

。載體--載體連接物；目的基因--載體連接、載體--載體連接物

EcoRI和BamHI（1）常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等。步驟3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

（2）導(dǎo)入方法：（3）導(dǎo)入過(guò)程：受體細(xì)胞：細(xì)菌CaCL2細(xì)胞壁的通透性增大重組質(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)制將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法2.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞顯微注射技術(shù)（最多、最有效）3.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞Ca2+處理，以增加細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性。①直接播導(dǎo)入法凳：電擊賭、顯微闖注射、坦直接吸蠅收、基淋因槍等場(chǎng)方法。（1）電懸擊法：借繪助電擊儀洞高壓脈沖置把目的基奪因打入宿涂主細(xì)胞。（2）顯聚微注射法框：利用微匪量注射器多在顯微鏡針下直接把紡目的基因羨注入宿主咬細(xì)胞。（3）噸直接吸叮收法：滴把目的昏基因和極宿主細(xì)稅胞混在鐮一起，棋讓其吸蔽收。（4）頑基因槍卷法：在護(hù)金屬微辯粒上涂捉一層目竹的基因究，然后伯發(fā)射到編宿主細(xì)開(kāi)胞中。②間接文導(dǎo)入法脆：常用揀的載體群是質(zhì)粒藍(lán)、λ噬討菌體。（1）質(zhì)帖粒是細(xì)菌趨染色體D臥NA以外果的環(huán)狀雙衰鏈DNA避分子，它役能自我復(fù)蘭制，也可傻整合到細(xì)睡胞染色體專(zhuān)DNA中賣(mài)與其一起幟表達(dá)。質(zhì)威粒通常還貝含有標(biāo)記麗基因，這慚可以從細(xì)涂胞的表型格特征來(lái)識(shí)獲別。（2）λ種噬菌體是績(jī)一種細(xì)菌循病毒，其掩環(huán)狀雙鏈曾DNA可央以作為目恨的基因的沾載體。采用基污因工程休的方法演培育抗吹蟲(chóng)棉，獸下列導(dǎo)辮入目的道基因的濱做法正梁確的是泡：(貌)①將毒素浙蛋白注射奇到棉受精喪卵中②將編響碼毒素捎蛋白的突DNA果序列，下注射到瓣棉受精武卵中③將編拘碼毒素批蛋白的悟DNA休序列，聾與質(zhì)粒喘重組，余導(dǎo)入細(xì)滋菌，用股該細(xì)菌析感染棉壺的體細(xì)昆胞，再奸進(jìn)行組順織培養(yǎng)④將編碼指毒素蛋白噴的DNA閥序列，與芝細(xì)菌質(zhì)粒版重組，注從射到棉的調(diào)子房并進(jìn)君入受精卵A.①②民B胞.②③趙C波.③④圈D.粱④①Ｃ步驟4岡、篩選閉含有目畏的基因系的受體儲(chǔ)細(xì)胞抗四環(huán)素基因重組DNA四環(huán)素生長(zhǎng)被抑制正常生活四環(huán)素步驟5仍、目的但基因的敬表達(dá)1、特定賣(mài)性狀的產(chǎn)幼生與否；2、是短否產(chǎn)生翁特定的特產(chǎn)物。2．利毫用外源累基因在劫受體細(xì)薦胞中表街達(dá)，可幟生產(chǎn)人柔類(lèi)所需枕要的產(chǎn)含品。下釀列各項(xiàng)炸中能說(shuō)斑明目的腐基因完強(qiáng)成了在蜂受體細(xì)唐胞中表控達(dá)的是壤（侮）A．棉映花二倍島體細(xì)胞勾中檢測(cè)節(jié)到細(xì)菌相的抗蟲(chóng)遵基因B．大腸屋桿菌中檢馳測(cè)到人胰英島素基因借及其mR授NAC．山羊意乳腺細(xì)胞勿中檢測(cè)到厭人生長(zhǎng)激神素DNA慮序列D．酵母訴菌細(xì)胞中犧提取到人房誠(chéng)干擾素蛋應(yīng)白D思考：干擾素是召一種抗病胃毒藥物，針其化學(xué)本質(zhì)是蛋白里質(zhì)，假如駐現(xiàn)在要用慮大腸桿菌來(lái)生產(chǎn)抗給病毒干擾項(xiàng)素，如何哨操作？載體質(zhì)島粒外源DN滑A片段外源DN駁A插入剪切引入宿冶主細(xì)胞選出含塔有重組張DNA香的細(xì)胞拜擴(kuò)增A從人的淋淹巴細(xì)胞中城提取干擾但素基因，倘轉(zhuǎn)移到大職腸桿菌質(zhì)責(zé)粒中，再蘭導(dǎo)入到其拾體內(nèi)。(畫(huà)圖講抵解)1用基欠因工程技憐術(shù)可使大抄腸桿菌合們成人的蛋嶼白質(zhì)。下嬸列敘述不簽正確的是A．常用肅相同的限稱(chēng)制性?xún)?nèi)切找酶處理的尿基因和質(zhì)粒B．DN唐A連接酶滲和RN團(tuán)A聚合酶犁是構(gòu)建重場(chǎng)組質(zhì)粒必禮需的工具軌酶C．可敵用含抗胖生素的姑培養(yǎng)基策檢測(cè)大慨腸桿菌沫中是否遵導(dǎo)入了著重組質(zhì)僵粒D．導(dǎo)勒入大腸制桿菌的平目的基開(kāi)因不一嗽定能成功表達(dá)B鞏固練捕習(xí)練習(xí)2．有埋關(guān)基因捷工程的旺敘述正傍確的是孔(望)A.限吹制性?xún)?nèi)豎切酶只魂在獲得脖目的基被因時(shí)才島用零B.重究組質(zhì)粒贊的形成鞭在細(xì)胞肉內(nèi)完成款C腔.質(zhì)粒允都可以游作為載惜體鴨D.蛋哥白質(zhì)的迎結(jié)構(gòu)可暴為合成未目的基嚴(yán)因提供安資料D1.有簡(jiǎn)關(guān)基因盛工程的怖敘述中鼻，錯(cuò)誤箱的是灑（手）A、DN造A連接酶逃將黏性末窮端的堿基臉對(duì)連接起飛來(lái)B、限制綢性核酸內(nèi)暫切酶用于源目的基因蔽的獲得C、目梅的基因法須由載細(xì)體導(dǎo)入狹受體細(xì)翁胞D、人工屋合成目的賠基因不用欲限制性?xún)?nèi)治切酶A6、將質(zhì)ada域（腺苷點(diǎn)酸脫氨冶酶基因松）通過(guò)紙質(zhì)粒p默ET2尾8b導(dǎo)惑入大腸毛桿菌并爬成功表鼓達(dá)腺苷敲酸脫氨疾酶。下凈列敘述允錯(cuò)誤的療是A.每擇個(gè)大腸桿虜菌細(xì)胞至堪少含一個(gè)養(yǎng)重組質(zhì)粒B.每隨個(gè)重組質(zhì)嫁粒至少含顆一個(gè)限制填性核酸內(nèi)本切酶識(shí)別巡壽位點(diǎn)C.肉每個(gè)限三制性核做酸內(nèi)切糠酶識(shí)別胳位點(diǎn)至般少插入剛一個(gè)a寇daD.每枝個(gè)人的a迅da至少戒表達(dá)一個(gè)賀腺苷酸脫冰氨酶分子C如下圖冷是將人剛的生長(zhǎng)途激素基賠因?qū)氩始?xì)菌B透細(xì)胞內(nèi)侮制造“畏工程菌打”示意活圖（娘）注：GeneI和GeneⅡ表示兩種標(biāo)記基因表示限制酶僅有的識(shí)別序列放大GGATCCCCTAGGGATCCTAG目的基因GGATCCCCTAGGGeneIGeneIIGATCCTAG謝謝9、靜夜四茅無(wú)鄰，荒態(tài)居舊業(yè)貧羞。。4月-2需34月-者23Frid塵ay,偶Apri催l28憐,20滾2310、雨中卡黃葉樹(shù)稼，燈下光白頭人犬。。08:3降9:3808:糾39:閘3808:3患94/28糞/202攪38:位39:3乳8AM11、以我匆獨(dú)沈久轟，愧君點(diǎn)相見(jiàn)頻嶄。。4月-毀2308:掉39:支3808:3槽9Apr令-2328-A胡pr-2濱312、故人江手海別，幾難度隔山川沿。。08:議39:管3808:棍39:渠3808:劑39Frid跌ay,類(lèi)Apri遷l28餃,20麗2313、乍見(jiàn)翻巷疑夢(mèng)，相聾悲各問(wèn)年殿。。4月-輛234月-2閥308:3罩9:3908:義39:恐39Apr渡il罩28,島20燒2314、他鄉(xiāng)薄生白發(fā)路，舊國(guó)深見(jiàn)青山概。。28四誓月20流238:39效:39漆上午08:克39:外394月-2廳315、比不了烘得就不比燭，得不到代的就不要環(huán)。。。四月敵238:3錫9上鍵午4月-2哪308:綠39Apri榨l28櫻,20閃2316、行動(dòng)線出成果受，工作湊出財(cái)富君。。202騙3/4執(zhí)/28勉8:蔬39:議3908:3殃9:3928A彩pril越202增317、做前，筋能夠環(huán)視祖四周；做迫時(shí)，你只俗能或者最清好沿著以顏腳為起點(diǎn)賺的射線向皆前。。8:3能9:3興9上進(jìn)午8:39催上午08:再39:五394月-襪239、沒(méi)有幟失敗，喊只有暫棋時(shí)停止棚成功！遇。4月-2籃34月-貪23Frid羊ay,青Apri巡壽l28性,20榴2310、很多事該情努力了賊未必有結(jié)氏果，但是原不努力卻和什么改變碗也沒(méi)有。醫(yī)。08:3忌9:3908:留39:防3908:3齊94/28探/202湯38:信39:3襖9AM11、成功就連是日復(fù)一仍日那一點(diǎn)讓點(diǎn)小小努擴(kuò)力的積累魚(yú)。。4月-量2308:3桐9:3908:3屈9Apr-隱2328-貸Apr寇-2312、世間成丘事，不求召其絕對(duì)圓序滿(mǎn)，留一賄份不足，洋可得無(wú)限環(huán)完美。。08:3耗9:3908:3歲9:3908:峽39Frid嶄ay,諒Apri扒l28付,20騾2313、不知場(chǎng)香積寺晚，數(shù)里評(píng)入云峰議。。4月-2胞34月-譽(yù)2308:3領(lǐng)9:3908:3仔9:39Apri辨l28頃,20規(guī)2314、意志堅(jiān)你強(qiáng)的人能瘦把世界放幅在手中像懷泥塊一樣泛任意揉捏秘。28鴨四月棕202逼38:39喂:39貝上午08:潑39:物394月-2屢315、楚塞粗三湘接布，荊門(mén)除九派通糊。。。四月貓238:3勸9上箱午4月-寺2308:3災(zāi)9Apr裁il芝28,填20宜2316、少年票十五二坦十時(shí)，鞏步行奪踏得胡馬姿騎。。2023園/4/2柳88:暢39:3遵908:3伍9:3928A葛pril乖202吼317、空山材新雨后包，天氣逢晚來(lái)秋責(zé)。。8:39允:39殲上午8:39占上午08:抱39:稀394月-2汪39、楊柳狡散和風(fēng)埋，青山炭澹吾慮齊。。4月-2俗34月-垂23Fri原day緩,A盈pri袋l2矩8,葉202腫310、閱讀悲一切好號(hào)書(shū)如同沫和過(guò)去悲最杰出仙的人談答話。08:補(bǔ)39:愚4008:尊39:興4008:嗚394/28伏/202幟38:覽39:4濃0AM11、越是乳沒(méi)有本略領(lǐng)的就溝越加自蹈命不凡漠。4月-也2308:嘉39:擔(dān)4008:潮39Apr-丑2328-A兄pr-2險(xiǎn)312、越是無(wú)踐能的人，層越喜歡挑蜘剔別人的羨錯(cuò)兒。08:玩39:浸4008:3培9:4008:3億9Frid我ay,蜓Apri步