12基因工程的基本操作程序

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1、1.2 基因工程的基本操作程序问题导读使用时间：02 月 21 日-02 月 27 日学习目标1、简述基因工程原理及基本操作程序。2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。学习重难点：学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。学习难点：（1）从基因文库中获取目的基因。（2）利用PCR技术扩增目的基因。知识链接1叙述 DNA 重组技术操作的三种工具的作用？2作为载体应该具备哪些条件？最常用的运载体是什么？自主学习（理知识，固基础）基 因 工 程 的 基 本 操 作 程 序 主 要 包 括 四 个 步骤：、学点一、目的基因的获取：1 .目的基因:符合人们需要的,编码蛋白质的。也可以是一些具有的因子。2

2、获取目的基因的方法（1）从基因文库中获取目的基因 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，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基因，称为 基因文库。 种类基因组文库：含有一种生物的基因。部分基因文库：含有一种生物的基因，如cDNA文库。 目的基因的获取依据：根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的翻译产物蛋白质等特性获取目的基因。(2) 利用PCR技术扩增目的基因。 PCR含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。 PCR原理：DNA。 条件：有一段已知目的基因的序列，以便根据这一序列合成。 过程：目的基因DNA受热形成，与结合，

3、然后在的作用下进行延伸形成DNA。 方式：每次循环后目的基因的量增加一倍，即 扩增=2n(n为扩增循环的 次数) 。(3) 人工合成法：如果，已知，可以通人工舎靦自肘墓四-萬用的古法*北密舎曲蛙和辰誹录注皑餐瞬I蚩白叭一聘J顋基懂辭列迥一*KSx庭荃序列-用化学方法人工合璇星用列用4忡腔鬣氈号腿人工台凤目的基囱龄H喘分青出斛fi迪IliRNA聃*霹*啊DNA加阳11 含琳吕的蚤也成。学点二、基因表达载体的构建因工程的核心3 .终止子：也是一段有特殊结构的,位于基因的，终。4. 标记基因：鉴别受体细胞是否含有目的基因，从而* 筛选出来。常用的标记基因。5. 表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中

4、，并且给下一代；同时使目的基因能够和作用。6. 不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所 差别。学点三、将目的基因导入受体细胞(一)转化的概念：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内和过程。(二) 常用的转化方法：1将目的基因导入植物细胞(1) 农杆菌转化法 农杆菌特点：易感 染植物和裸子植物，对 _ 植 物 没 有 感 染 力 ； Ti 质 粒的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 转化过程：目的基因插 叱农杆菌一导入植物细胞一目的基因整合 到植物细胞染色体上一目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。(2) 基因枪法 基因枪法：是单子叶植物中常用的

5、一种基因转化方法，但是成本较高。(3) 花粉管通道法花粉管通道法：这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法(我的的转 基因抗虫棉就是用此种方法获得的)。植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。 花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后，滴加 DNA (含目的基因)，使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。2将目的基因导入动物细胞(1) 方法：显微注射技术。(2) 操作程序：目的基因表达载体一取卵(受精卵)一显微注射一注射了目的基因的受精卵移植到性动物的内发育一新性状动物。3将目的基因导入微生物细胞(1) 原 核 生 物 特 点： 、 多为、

6、相对较少等。(2) 大肠杆菌最常用的转化方法是:处理细胞一细胞一表达载体与感受态细胞混合一细胞吸收DNA分子。学点四、目的基因的检测与鉴定1检测 .首先要检测，方法是采用。 其次还要检测，方法是采用。 最后检测，方法是从转基因生物中提取, 用相应的进行。2 . 鉴定： 进行 的鉴定。如。1.2 基因工程的基本操作程序课堂导学一、基因工程的基本操作程序的四个主要步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定二、目的基因的获取1 目的基因的定义从基因文库中获取目的基因基因文库基因组文库部分基因文库原理2获取目的基因的方法练习1.以重组DNA技术为核心的基因工

7、程正在改变着人类生活，请回答下列问题。（1）获得目的基因的方法通常包括 、和。（2）构建基因文库时需要对DNA分子进行切割和连接所使用的酶分别是和。（3）PCR扩增目的基因的原理 ，前提条件是，PCR所使用的酶 ，该酶具有什么特点？ 。（4） 运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒 ，后者的形状呈。（5）若目的基因是人的胰岛素基因，则获取的可能方法有，将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。解析：本题主要考查目的基因获取的方法。获取目的基因的方法有从基因文库中获取， PCR 技术扩增目的基因和人工合成，其中基因文库包括基因组文库和部分基因文库。构

8、建基因文库 需用限制酶切割某生物的DNA获取DNA片段，并与载体连接，导入受体菌群进行储存，所以还 需用到DNA连接酶。PCR技术是生物体外扩增DNA片段，原理是DNA双链复制，前提条件是有 一小段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据其合成引物。PCR技术用到DNA聚合酶，该酶必须在70-75C条件下发挥作用，故必须耐高温。运送目的基因的载体有质粒和病毒，质粒为小 型环状 DNA 分子。人胰岛素基因序列已知，所以可用逆转录法构建部分基因文库，可直接人工合成，也可用PCR技术扩增获得大量目的基因，将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和氨基酸序列上是相同的。三、基因表达

9、载体的构建一个基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因2. 组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意 图（示部分基因及部分限制性内切酶作用位点），据图分析：限制恸】T-rtSA（片眩）器T-ih、.诂百戟 人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入。 人工改造时用限制酶II处理，其目的是：第一，去除质粒上的基因，保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。 若用限制酶I分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四

10、环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的现象是。解析：基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，启动子是RNA聚 合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA最终获得所需要的蛋白质。tmr和 tms 分别是编码产物控制合成细胞分裂素和编码产物控制合成吲哚乙酸的基因，用限制酶可将 tet-tmr之间的片段切除，因此T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长。 改造过的理想质粒已经由限制酶II将四环素抗性基因破坏，因此在含四环素的培养基中不能生 长，而限制酶II和限制酶I都没有破坏卡那霉素和新霉素抗性基因，因此在含卡那霉素的

11、培养 基上能够生长。四、将目的基因导入受体细胞1 转化的定义2 将目的基因导入植物细胞3 将目的基因导入动物细胞显微注射技术4 将目的基因导入微生物细胞a 原核生物特点b 感受态细胞 练习 2 基因工程有广阔的应用前景。回答下列各题：(1) 获取目的基因后，短期内要得到大量目的目的基因，可利用扩增。(2) 构建基因表达载体的过程要使用的工具酶有。(3) 受体种类不同，导入方法不同。选育优良动物，目的基因导入的常用方法是；选育优良植物，目的基因导入采用最多的方法是。目的基因进入动植物细胞并且在受体细胞维持稳定和表达的过程，称为。(4) 检测目的基因在转基因生物中是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生

12、物的体细胞中提取蛋白质，用相应的抗体进行杂交，看是否有杂交带。解析：短期内要得到大量的基因可利用PCR技术扩增；构建基因表达载体需要切割目的基 因和运载体，还需要将目的基因和运载体连接起来，培育转基因动物用显微注射法，目的基因 导入植物常用农杆菌转化法；检测是否翻译成蛋白质应用抗原抗体杂交法。五、目的基因的检测与鉴定练习 3苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是()A. 是否有抗生素抗性B.是否能检测到标记基因C.是否有相应的性状D.是否能分离到目的基因课上基础训练1. 正确表示基因工程顺序操作的四个步骤的是()A. 获取目的基因一将目的基因导入受体细胞一基因表达载体的构

13、建一目的基因的检测与鉴 定B. 目的基因的检测与鉴定一获取目的基因一基因表达载体的构建一将目的基因导入受体细 胞C. 获取目的基因一基因表达载体的构建一将目的基因导入受体细胞一目的基因的检测与鉴定D. 基因表达载体的构建一获取目的基因一将目的基因导入受体细胞一目的基因的检测与鉴定2. PCR技术扩增DNA,需要的条件是（）目的基因ATP四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等mRNA核糖体A.B.C.D.3. 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.启动子位于基因的首端4. 科学家在培育抗虫棉时,经过了许多复杂的

14、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）,导人棉花受精卵,长 成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基的质粒中插入终止子（抗虫基因 末端）,导入棉花受精卵,结果长成的植株,有了抗虫能力。由以上过程推知,作为目的基因的 运载体应其备的结构是（ ）A. 目的基因、启动子 B. 目的基因、终止子C. 目的基因、启动子、终止子 D. 目的基因、启动子、终止子、标记基因课后拓展训练1. 基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞,原因是（A.结构简单，操作方便B.繁殖速度快C.遗传物质含量少、简单D.性状稳定,变异少2目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才 能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（ ）检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因 检测目的基因是 否转录 mRNA 检测目的基因是否翻译蛋白质A.B.C.D.3 根据基因工程的有关内容在下列横线上填写适当的文字。EF GH4.已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。