第一節(jié) 基因工程的步驟

第一節(jié)基因工程的步驟第一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二節(jié)基因工程的步驟第二頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四1、基因工程的基本工具（1）“分子手術(shù)刀”---

。①來(lái)源：主要是從

生物中分離純化出來(lái)的②功能：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種

的

序列，并且切割特定的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的

斷裂，形成黏性末端。2、“分子縫合針”-----

。①功能：縫合兩個(gè)脫氧核苷酸之間的

。②與DNA聚合酶作用的異同：。3、“分子運(yùn)輸車”----

。最常用的載體是：

。必須具備的條件：4、目的基因的獲取方法：

。5、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，最常用的方法是

，其次還有

和

。受體細(xì)胞可以是受精卵、體細(xì)胞（經(jīng)組織培養(yǎng)成為完整個(gè)體）。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是

。此方法的受體細(xì)胞多是

。

復(fù)習(xí)回顧第三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四如圖為DNA分子的切割和連接過(guò)程：（1）EcoRl是一種

酶，其識(shí)別序列是

，切割點(diǎn)是

與

之間的

鍵。切割結(jié)果產(chǎn)生的DNA片段末端形式為

。（2）不同來(lái)源DNA片段結(jié)合，在這里需要的酶應(yīng)是

連接酶，此酶是通過(guò)在

與

之間形成

鍵，而起“縫合”作用的。限制酶GAATTC鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸腺嘌吟脫氧核苷酸磷酸二酯鍵黏性末端DNA鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸腺嘌吟脫氧核苷酸磷酸二酯鍵第四頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示了這一技術(shù)的基本過(guò)程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是一G↓GATCC一，請(qǐng)回答：（1）從羊染色體中“剪下羊蛋白質(zhì)基因的酶是

。人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中時(shí)需要的酶是

。（2）請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過(guò)程圖。（3）人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是

，“插入”時(shí)常用的工具是。限制性內(nèi)切酶DNA連接酶用限制酶切割—CCTAG﹐G——GGATCC——CCTAGG—有互補(bǔ)的堿基序列細(xì)菌質(zhì)?；虿《镜谖屙?yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四32P標(biāo)記的DNA分子探針雜交放射自顯影法DNA雜交直接鑒定第六頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四基因工程的一般程序一、目的基因的獲得二、重組載體的構(gòu)建三、重組載體的導(dǎo)入和篩選四、目的基因的表達(dá)與鑒定第七頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、目的基因的獲得直接分離法（最常用的方法——鳥(niǎo)槍法）人工合成法化學(xué)合成法反轉(zhuǎn)錄法法外源DNADNA片段目的基因多個(gè)目的基因信使RNADNA單鏈雙鏈DNA多個(gè)目的基因多個(gè)目的基因蛋白質(zhì)氨基酸序列目的基因核苷酸序列目的基因第八頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、重組載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的組成：b、目的基因a、啟動(dòng)子c、終止子d、標(biāo)記基因e、復(fù)制原點(diǎn)提醒①與載體相比較,增加啟動(dòng)子、目的基因和終止子三個(gè)基因片段,其功能各不相同。②啟動(dòng)子(DNA片段)≠起始密碼子(RNA);終止子(DNA片段)≠終止密碼子(RNA)。第九頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、重組載體的導(dǎo)入和篩選細(xì)胞類型常用方法受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法體細(xì)胞將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的DNA上動(dòng)物細(xì)胞顯微注射技術(shù)受精卵將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵→獲得受精卵→顯微注射→早期胚胎培養(yǎng)→胚胎移植→發(fā)育成為具有新性狀的動(dòng)物微生物細(xì)胞Ca2+處理增大細(xì)胞壁通透性原核細(xì)胞或酵母菌用Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收

提醒

①唯一不涉及到堿基互補(bǔ)配對(duì)的操作步驟。②微生物做受體細(xì)胞主要是個(gè)體微小,代謝旺盛,繁殖速度快,獲得目的基因產(chǎn)物多。③植物細(xì)胞還可用基因槍法和花粉管通道法。第十頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四基因表達(dá)基因表達(dá)指基因組中某基因在細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄為mRNA和翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程。基因表達(dá)的改變預(yù)示著細(xì)胞在分子水平上的變化。它往往是細(xì)胞形態(tài)功能變化之前的變化。DNARNAProtein轉(zhuǎn)錄翻譯四、目的基因的表達(dá)和檢測(cè)

第十一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四檢測(cè)第十二頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1997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DNA分子重組，并且在大腸桿菌中表達(dá)成功。請(qǐng)據(jù)右下圖回答問(wèn)題。(1)此圖表示的是采取__________合成基因的方法獲取__________基因的過(guò)程。(2)圖中①DNA是以_________為模板，形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的目的基因。(3)圖中③代表

，它往往含

基因，以便對(duì)目的基因的檢測(cè)。人工目的

信使RNA

重組DNA分子

標(biāo)記

第十三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、下圖為利用生物技術(shù)獲得動(dòng)物乳腺反應(yīng)器和抗蟲(chóng)棉的過(guò)程，據(jù)圖回答：⑴在基因工程中，A表示

，如果直接從蘇云金桿菌中獲得抗蟲(chóng)基因，①過(guò)程使用的酶區(qū)別于其他酶的特點(diǎn)是

，B表示

。

⑵在研究過(guò)程中，研究人員首先從相關(guān)基因組中獲取了目的基因，并采用

技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行了擴(kuò)增，然后將目的基因與質(zhì)粒等載體組合形成了重組載體。在重組載體的構(gòu)建過(guò)程中需要的工具酶有

。目的基因識(shí)別特定的核苷酸序列，并且在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子重組DNAPCR限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶第十四頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四⑶基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，一個(gè)完整的基因表達(dá)載體至少包括哪些部分?

。

⑷將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過(guò)程中，在③過(guò)程中一般是采用

方法，在②過(guò)程中一般采用

方法，受體細(xì)胞一般是

。

⑸由于轉(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物存在于山羊的乳汁中，檢測(cè)其體內(nèi)是否出現(xiàn)藥用蛋白，在分子水平上的檢測(cè)方法及結(jié)果是什么?

。

⑹要確定目的的基因（抗蟲(chóng)基因）導(dǎo)入棉花細(xì)胞后，是否能穩(wěn)定遺傳并表達(dá)，需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作，請(qǐng)寫出在個(gè)體水平上的鑒定過(guò)程：

。目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)受精卵進(jìn)行抗原—抗體雜交

如果出現(xiàn)雜交帶，表明奶牛中出現(xiàn)了抗原蛋白；不出現(xiàn)雜交帶，表明奶牛中未出現(xiàn)抗原蛋白讓害蟲(chóng)吞食棉花葉，觀察害蟲(chóng)是否具有抗蟲(chóng)性狀第十五頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。⑴獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的

處，DNA連接酶作用于

處。（填“a”或“b”）⑵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