基因工程的基本操作程序(2016年)

1、基因工程至少需要哪三种工具？2、这三种工具分别起什么作用？温故知新：1.2基因工程的基本操作程序目的基因的获取1基因表达载体的构建23将目的基因导入受体细胞4目的基因的检测与鉴定1、目的基因主要是_______________如：与生物抗性相关的基因、优良品质相关的基因等2、也可以是具有调控作用的因子编码蛋白质的基因1、基因文库的概念:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库一、目的基因的获取方法（一）从基因文库中获取2、基因文库的种类:基因组文库：含有一种生物的_______________部分基因文库：只包含了一种生物的_______________，如：cDNA文库一、目的基因的获取方法（一）从基因文库中获取全部基因部分基因基因组文库与部分基因文库的关系提取某种生物的全部DNA用适当的限制酶一定大小的DNA片段将DNA片段与载体连接导入受体菌中储存___________文库3、基因文库构建的方法基因组提取某种生物的某器官或特定发育时期的mRNA单链DNA双链cDNA片段重组载体与载体连接___________文库反（逆）转录酶DNA聚合酶导入受体菌3、基因文库构建的方法cDNA怎样从基因文库中获取我们所需的目的基因呢?根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。下列对目的基因和基因文库的理解，不正确的是：（）A．基因组文库大于cDNA文库B．目的基因主要指编码蛋白质的结构基因C．基因文库就是指基因组文库D．cDNA文库只含有某种生物的一部分基因练习1C一、目的基因的获取方法（二）利用PCR技术扩增目的基因PCR扩增仪一、目的基因的获取方法（二）利用PCR技术扩增目的基因1、过程目的基因变性（解旋）引物与单链结合延伸2、原理：DNA复制3、前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成____引物一、目的基因的获取方法（二）利用PCR技术扩增目的基因4、条件引物：热稳定的DNA聚合酶原料：模板：目的基因脱氧核苷酸一小段单链DNA5、扩增形式：指数（2n）下列属于PCR技术的条件的是①单链的脱氧核苷酸序列引物②目的基因所在的DNA片段③脱氧核苷酸④核糖核苷酸⑤DNA连接酶⑥DNA聚合酶⑦DNA限制性内切酶A.①②③⑤B.①②③⑥C.①②③⑤⑦D.①②④⑤⑦练习2B一、目的基因的获取方法（三）化学方法人工合成前提：基因比较小、核苷酸序列已知DNA合成仪推测推测合成蛋白质的氨基酸顺序mRNA核苷酸序列基因DNA的核苷酸序列目的基因3、如果不知道目的基因的核苷酸序列，可采用_________________获取目的基因的三种方法应用1、如果知道目的基因两端的核苷酸序列，而且基因比较大，可采用____________2、如果知道目的基因的序列，而且基因比较小，可采用________________PCR技术扩增化学方法人工合成构建基因文库的方法二、基因表达载体的构建（基因工程的核心）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1、目的2、基因表达载体的组成目的基因、启动子、终止子、标记基因等启动子：一段有特殊结构的_________，位于基因首端，__________识别和结合的部位终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因尾端，_______的终止信号RNA聚合酶DNA片段转录标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因的细胞筛选出来二、基因表达载体的构建（基因工程的核心）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1、目的2、基因表达载体的组成目的基因、启动子、终止子、标记基因等下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()A．需要限制酶和DNA连接酶B．必须在细胞内进行C．抗生素抗性基因可作为标记基因D．启动子位于目的基因的首端练习3B三、将目的基因导入受体细胞1、转化目的基因进入受体细胞内，在受体细胞内______________的过程维持稳定和表达2、将目的基因导入植物细胞（1）最常用的方法：农杆菌转化法①农杆菌特点：易感染____________和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力。双子叶植物（1）最常用的方法：农杆菌转化法②原理：农杆菌的_______上的T-DNA可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞_______________Ti质粒染色体的DNA上（2）基因枪法利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法，这是单子叶植物中常用的一种基因转化法（3）花粉管通道法在植物花受粉后，花粉形成花粉管还末愈合前期，剪去柱头，然后，滴入DNA（含的基因）使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞3、将目的基因导入动物细胞最常用最有效的方法：显微注射技术目的基因表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射受精卵新性状动物三、将目的基因导入受体细胞4、将目的基因导入微生物细胞（1）微生物作受体细胞原因：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少（2）常用方法：Ca2+处理Ca2+处理大肠杆菌感受态细胞感受态细胞吸收DNA表达载体与感受态细胞混合四、目的基因的检测与鉴定目的基因进入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道1、检测转基因生物的DNA上是否插入了________目的基因1、检测转基因生物的DNA上是否插入了________目的基因DNA分子杂交技术：用含有________的DNA片段用____________标记作为探针与转基因生物的的基因组DNA杂交，如果出现_______，就表明目的基因插入染色体DNA中目的基因放射性同位素杂交带转基因生物的DNA探针15N15N14N14N变性变性2、检测目的基因是否转录出了________mRNA分子杂交技术：从转基因生物中提取出______，用标记的目的基因作______，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，表明目的基因转录出了mRNAmRNA探针变性探针15N15N转基因生物的mRNA14N14N3、检测目的基因是否翻译出了________蛋白质抗原—抗体杂交：从转基因生物体内提取出________，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产物蛋白质4、个体水平检测如抗虫、抗病的接种实验以确定抗性以及抗性的程度例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。课堂练习1、有关基因工程的叙述中，错误的是()A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来B、限制性内切酶用于目的基因的获得C、目的基因须由运载体导入受体细胞D、人工合成目的基因不用限制性内切酶A课堂练习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.①②④⑥D课堂练习3、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、重组质粒的形成在细胞内完成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D【拓展深化】工具酶只有两种：限制酶在操作程序1、2中用到且要求用同一种，目的是产生相同的黏性末端；DNA连接酶只在操作程序2中用到。课堂练习4、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）A、人工合成目的基因B、目的基因与运载体结合C、将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达C【拓展深化】只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对课堂练习即时应用(随学随练，轻松夺冠)5．(2009年高考浙江卷)下列关于基因工程的叙述，错误的是()A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达D