312基因工程的基本操作程序(丽)

1、基因工程的概念，操作水平，原理2、基因拼接的理论基础3、外源基因表达的理论基础4、限制酶的作用特点，作用部位，作用结果5、DNA连接酶和DNA聚合酶的异同点6、载体需要具备的条件，常用载体的种类复习回顾：已知标记基因有抗四环素和抗氨苄青霉素,现探讨某质粒中有无标记基因或标记基因是什么?根据实验结果得出相应的结论。对照组：不加抗生素实验组1：加四环素实验组2：加氨苄青霉素实验组3：加四环素和氨苄青霉素对照组实验组1实验组2实验组3结论预期一++++预期二++--预期三+-+-预期四+---既含有抗四环素基因也含有抗氨苄青霉素基因只含有抗四环素基因只含有抗氨苄青霉素基因既不含有抗四环素基因也不含有抗氨苄青霉素基因“+”“-”分别表示有无细菌生长原核细胞的基因结构真核细胞的基因结构（启动子）（终止子）（终止子）（启动子）基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取二、基因表达载体的构建三、将目的基因导入受体细胞四、目的基因的检测与鉴定目的基因主要是指______________________编码蛋白质的结构基因目的基因的获取供体生物细胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因即：将需要的基因从供体生物细胞内提取出来目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金芽孢杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。1、从基因文库中获取目的基因1）什么是基因文库？2）怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？种类：基因组文库：部分基因文库(cDNA文库)：获得目的基因的方法2）利用PCR技术扩增目的基因3）人工合成含有一种生物的基因含有一种生物的基因根据基因的有关信息：如基因的表达产物蛋白质全部部分1、从基因文库中获取目的基因1）什么是基因文库？2）怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？种类：基因组文库：部分基因文库(cDNA文库)：获得目的基因的方法2）利用PCR技术扩增目的基因3）人工合成含有一种生物的基因含有一种生物的基因根据基因的有关信息：如基因的表达产物蛋白质全部部分1.用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。2.用_____________切断目的基因，使其产生_________________。——核心3.将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量___________，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）限制酶黏性末端同一种限制酶的黏性末端切口DNA连接酶相同(二)基因表达载体的构建科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。资料:基因表达载体的组成：目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因e、复制原点(三)将目的基因导入受体细胞•常用的受体细胞：动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。•将目的基因导入受体细胞的原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。转化——目的基因进入_________内，并且在受体细胞内维持_____和_____的过程受体细胞稳定表达方法导入植物细胞导入动物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞吸收DNA分子(三)将目的基因导入受体细胞(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质方法——方法——方法——DNA-DNA分子杂交(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质方法——方法——方法——DNA-DNA分子杂交DNA-RNA分子杂交(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测鉴定—①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA-DNA分子杂交DNA-RNA分子杂交抗原-抗体杂交(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测鉴定—①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA-DNA分子杂交DNA-RNA分子杂交抗原-抗体杂交(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测个体水平鉴定—①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA-DNA分子杂交DNA-RNA分子杂交抗原-抗体杂交小结PCR技术—聚合酶链式反应•原理：PCR扩增仪DNA双链复制的基本原理•定义：PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术•条件：模板、引物、4种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）5/3/G—GT—C5/3/引物ⅡG—G变性（90-95℃）复性（55-60℃）延伸（70-75℃）1.目的基因DNA受热变性，解链；2.引物与单链互补结合；3.合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸。5/3/A—G引物Ⅰ3/5/A—GC—C3/5/A—GC—C5/3/G—GT—CPCR技术扩增过程a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作用下，断裂，形成_______b、复性（55℃-60℃）：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补的________。氢键单链DNADNA链随堂闯关随堂闯关双链目的基因的mRNA单链DNA(cDNA）双链DNA(即目的基因)反转录合成1）反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。2）根据已知的核苷酸序列合成DNA法：DNA合成仪2.微生物作受体细胞原因：将目的基因导入微生物细胞3.转化方法：大肠杆菌繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少处理细胞→细胞→表达载体与感受态细胞混合→_________细胞吸收DNA分子。Ca2+感受态感受态1.常用菌：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体上目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达1.农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物。Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞的染色体上2.转化1.检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因提取受体生物全部DNA适当限制酶切割DNA片段用同位素标记的目的基因片段杂交显出杂交带（表明目的基因已插入）DNA分子杂交技术2.检测目的基因是否转录出了mRNA提取受体生物的mRNA用同位素标记的目的基因片段杂交显出杂交带（表明目的基因已转录出了mRNA）检测DNA利用的是DNA与DNA杂交，检测mRNA利用的是DNA与mRNA杂交。3.检测目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术提取受体生物的蛋白质与相应抗体杂交显出杂交带（表明目的基因已形成蛋白质产品）基因工程操作的基本步骤1.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是2、下列属于获取目的基因的方法的是()①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取③从受体细胞中提取④利用PCR技术⑤利用DNA转录⑥人工合成A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥随堂闯关随堂闯关3.细菌的质粒分子带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因在基因工程中的主要作用是A．提高受体细胞在自然环境中的耐药性B．有利于对目的基因是否导入进行检测C．增加质粒分子的分子量D．便于与外源基因连接4.有关基因工程的叙述正确的是A．限制酶只在获得目的基因时才用B．重组质粒的形成是在细胞内完成的C．质粒都可作为运载体D．蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料5.哪项不是基因表达载体的组成部分()A.启动子B.终止密码C.标记基因D.目的基因6.下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法()A．基因枪法B．显微注射法C.农杆菌转化法D．花粉管通道法