基因工程的基本操作程序[1]ppt.ppt

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1、基因工程的基本操作程序主要包括基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤：四个基本步骤：1）目的基因的获取）目的基因的获取2）基因表达）基因表达载体的构建载体的构建3）将目的基因）将目的基因导入导入受体细胞受体细胞4）目的基因的）目的基因的检测检测与鉴定与鉴定步骤一：步骤一：目的基因的获取目的基因的获取 目的基因是人们所目的基因是人们所需要转移需要转移或或改造改造的基因的基因,获取目的基因是实施基因工程的第一步获取目的基因是实施基因工程的第一步。如苏云金芽孢杆菌的如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因抗虫基因，还有植，还有植物的物的抗病抗病（抗病毒抗病毒、抗细菌抗细菌）基因基因、种子、种子贮贮藏蛋白的基因

2、藏蛋白的基因，以及人的，以及人的胰岛素基因胰岛素基因、干扰干扰素基因素基因等。等。1 1）从基因文库中获取目的基因：）从基因文库中获取目的基因：基因文库基因文库:将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNADNA片段片段,导入导入受体菌的群体中储存受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因不同的基因,称为基因文库称为基因文库(gene library)(gene library)基因组文库基因组文库:基因文库中包含了一种生物所有的基因基因文库中包含了一种生物所有的基因,这种基这种基因文库叫做基因组文库因文库叫做基因组文库.部分基因文

3、库部分基因文库:基因文库中包含了一种生物的一部分基因基因文库中包含了一种生物的一部分基因,这种基这种基因文库叫做部分基因文库因文库叫做部分基因文库.如何从基因文库中得到所需要的基因？如何从基因文库中得到所需要的基因？依据：目的基因的有关信息。依据：目的基因的有关信息。如：根据如：根据基因的核苷酸序列基因的核苷酸序列 基因的功能基因在染色体上的位置基因的功能基因在染色体上的位置 基因的转录产物基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质基因翻译产物蛋白质 等特性。等特性。1、构建基因组、构建基因组DNA文库时，首先应分离细胞的文库时，首先应分离细胞的A、染色体、染色体DNAB、线粒体、线粒体DNA

4、C、总、总mRNAD、tRNA2、目的基因可从基因文库中获得，下列有关基因文库、目的基因可从基因文库中获得，下列有关基因文库的描述正确的是的描述正确的是A、某生物的全套基因就是一个基因文库、某生物的全套基因就是一个基因文库B、将含有某种生物不同的许多、将含有某种生物不同的许多DNA片段，导入某个片段，导入某个生物生物体内，则这个生物就是一个基因文库体内，则这个生物就是一个基因文库C、含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库、含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库D、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫cDNA文文库库AC2）PCR技术聚合酶链式反

5、应聚合酶链式反应n n原理：原理：n n前提：前提：n n原料原料n n方式方式PCR扩增仪扩增仪DNA复制复制一段已知目的基因的核苷酸序列一段已知目的基因的核苷酸序列：以以_方式扩增，方式扩增，即即_（n n为扩增循环的次数）为扩增循环的次数）指数指数2 2n n模板模板DNA；DNA引物；四种脱氧引物；四种脱氧核苷酸；热稳定核苷酸；热稳定DNA聚合酶聚合酶（Taq酶）；离子酶）；离子n 过程变性、退火、延伸三步曲变性：加热至加热至9095双链DNA解链成为单链DNA退火：冷却至冷却至5560部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合延伸：加热至加热至7075以目的基因为模板，合成

6、互补的新DNA链变性变性退火退火延伸延伸v（3）人工合成人工合成根据已知的氨基酸序列合成根据已知的氨基酸序列合成DNA DNA 蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列mRNAmRNA的核苷酸序列的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测推测推测目的基因目的基因化学合成化学合成1、在遗传工程中，若有一个控制有利性状的、在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分分子片段为子片段为ATGTGTACAC，要使其数量增多，可用，要使其数量增多，可用PCR技术进行人工复制，复制时应给予的条件是技术进行人工复制，复制时应给予的条件是双链双链DNA分子为模板分子为模板ATGTG或或TACAC

7、模板链模板链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核苷酸四种核苷酸DNA聚合酶聚合酶热热稳定稳定DNA聚合酶聚合酶引物引物温度变化温度变化恒温恒温ABCDD2、在基因工程中，把选出的目的基因（共、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个）放入个）放入DNA扩增仪中扩增扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是核苷酸的个数是A.540个个 B.8100个个 C.17280个个D.7560个个B3、目的基因主要是指、目的基因主要是指_的结构基因。获的结构基因。获

8、得目的基因的常见方法有三种：（得目的基因的常见方法有三种：（1）从基因文库中获）从基因文库中获取目的基因，根据基因的取目的基因，根据基因的_序列，基因在序列，基因在_上的位置，基因的上的位置，基因的_产物产物mRNA，基因基因的的_产物蛋白质等获取目的基因。（产物蛋白质等获取目的基因。（2）利用）利用PCR技术扩增目的基因，该技术是一项在技术扩增目的基因，该技术是一项在_完成完成的核酸合成技术，前提条件是有一段已知目的基因的的核酸合成技术，前提条件是有一段已知目的基因的_序列，以便于合成序列，以便于合成_。（。（3）如果基因）如果基因较小且核苷酸序列已知，可以通过较小且核苷酸序列已知，可以通过

9、_方法。方法。编码蛋白质编码蛋白质核苷酸核苷酸染色体染色体转录转录表达表达体外体外核苷酸核苷酸引物引物人工合成人工合成步骤二：基因表达载体的构建步骤二：基因表达载体的构建（1 1）用一定的）用一定的_切切割质粒，使其出现一个切口，割质粒，使其出现一个切口，露出露出_。（2 2）用）用_切断目切断目 的基因，使其产生的基因，使其产生_ _ _。（3 3）将切下的目的基因片段插入质粒的）将切下的目的基因片段插入质粒的_处，再加入适量处，再加入适量_，形成了一个重组，形成了一个重组 DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶限制酶黏性末端黏性末端同一种限制酶同一种限制酶的黏性末端的黏性末端切

10、口切口DNADNA连接酶连接酶相同相同1.1.过程过程:2.2.基因表达载体的基因表达载体的组成：组成：它们有什么作用？它们有什么作用？a、目的基因、目的基因b、启动子、启动子c、终止子、终止子d、标记基因、标记基因位于基因的首端位于基因的首端,是是mRNA结合位点结合位点位于基因的末端位于基因的末端,终终止转录止转录检测目的基因是否导入受体细胞检测目的基因是否导入受体细胞1、（多选）一个基因表达载体的构建应包括、（多选）一个基因表达载体的构建应包括A目的基因目的基因B启动子启动子C终止子终止子D标记基因标记基因ABCD2、下列关于基因表达载体的叙述不正确的是、下列关于基因表达载体的叙述不正确

11、的是A启动子是与启动子是与RNA聚合酶识别和结合的部位，是起聚合酶识别和结合的部位，是起始密码始密码B启动子和终止子都是特殊结构的启动子和终止子都是特殊结构的DNA短片段，对短片段，对mRNA的转录起调控作用的转录起调控作用C标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因从而便于筛选从而便于筛选D基因表达载体的构建视受体细胞及导入方式不同基因表达载体的构建视受体细胞及导入方式不同而有所差别而有所差别A3、目前转基因工程可以、目前转基因工程可以A.打破地理隔离但不能突破生殖隔离打破地理隔离但不能突破生殖隔离B.打破生殖隔离但不能突破地理隔离打破生殖隔离但不能

12、突破地理隔离C.完全突破地理隔离和生殖隔离完全突破地理隔离和生殖隔离D.部分突破地理隔离和生殖隔离部分突破地理隔离和生殖隔离C1、将目的基因将目的基因导入植物细胞导入植物细胞（1）农杆菌）农杆菌转化法转化法特点特点:能感染能感染双子叶植物双子叶植物和和祼子植物祼子植物,对对单子叶植物无感染能力单子叶植物无感染能力Ti质粒质粒的的TDNA可转移至受体细可转移至受体细胞并整合到其染色体上胞并整合到其染色体上转化过程转化过程:Ti质粒质粒目的基因目的基因构建构建表达表达载体载体导入导入植植物物细细胞胞插入插入植物细胞植物细胞染色染色DNA表达表达新新性性状状转入转入农农杆杆菌菌步骤三：目的基因导入受

13、体细胞步骤三：目的基因导入受体细胞（2）基因枪法）基因枪法 基因枪法又称微弹轰击法，是利用压缩气体产生的动力，基因枪法又称微弹轰击法，是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的表达载体将包裹在金属颗粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目打入受体细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法。的基因与其整合并表达的方法。（3）花粉通道法）花粉通道法 植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。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，滴加前，剪去柱头，然

14、后，滴加DNA（含目的基因），使目的基含目的基因），使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。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将目的基因导入动物细胞方法方法:显微注射技术显微注射技术操作程序操作程序:提纯含目的基提纯含目的基因表达载体因表达载体取受精卵取受精卵显微注射显微注射移植到子宫移植到子宫受精卵发育受精卵发育新性状动物新性状动物3、将目的基因导入微生物细胞将目的基因导入微生物细胞常用法：常用法：Ca2+处理处理常用菌：常用菌：大肠杆菌大肠杆菌微生物作受体细胞原因：微生物作受体细胞原因：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少过程：过程：Ca

15、2+处理处理大肠杆菌大肠杆菌感受态感受态细胞细胞表达载体表达载体与感受态与感受态细胞混合细胞混合感受态细感受态细胞吸收胞吸收DNA1、基因工程中科学家常用细菌、酵母菌等微生物作、基因工程中科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是为受体细胞，原因是A结构简单、操作方便结构简单、操作方便B繁殖速度快繁殖速度快C遗传物质含量少、简单遗传物质含量少、简单D性状稳定、变异少性状稳定、变异少2、基因工程常用的受体细胞有、基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌大肠杆菌枯草杆菌枯草杆菌支原体支原体动植物细胞动植物细胞ABCDBD3、基因工程是在、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在分子水平上进行

16、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.人工合成基因人工合成基因 B.目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合C.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达C4.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是的做法正确的是将毒素蛋白质注射到棉受精卵中将毒素蛋白质注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白将编码毒素蛋白的的DNA序列注射到棉受精卵中序列注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射

17、到棉的子房并进入受精序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中卵中将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入序列与质粒重组，导入细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养ABCDC5.下列属于基因工程中导入目的基因方法的是下列属于基因工程中导入目的基因方法的是农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管道法花粉管道法显微注显微注射法射法胚胎移植胚胎移植DNA分子杂交法分子杂交法ABCDC 不能，受体细胞必须表现出特定的性状，不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了才能说明目的基因完成了表达表达。受体细胞摄入受体细胞摄入DNA分

18、子后就说明目的基因分子后就说明目的基因完成了表达吗？完成了表达吗？若若不能表达，不能表达，要对抗虫基因要对抗虫基因再进行再进行修饰修饰。检测检测导入检测：目的基因是否导入受体细胞导入检测：目的基因是否导入受体细胞方法方法 DNADNA分子杂交分子杂交表达检测表达检测转录检测转录检测分子杂交分子杂交翻译检测翻译检测抗原抗体抗原抗体杂交杂交分分子子检检测测法法鉴定鉴定抗虫鉴定抗虫鉴定 接种接种抗病鉴定抗病鉴定活性鉴定等活性鉴定等个体水平的鉴定个体水平的鉴定步骤四：步骤四：步骤四：步骤四：目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定知识延伸知识延伸DNADNA分子杂交技术分子杂交技术 该方法是根据碱基互

19、补配对原则，把互补的双链该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单股的解开，把单股的DNA小片段用同位素、荧光分子或小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。或基因。目的基因的检测和鉴定分子水平和个体水平上的比较目的基因的检测和鉴定分子水平和个体水平上的比较类型类型 步骤步骤 检测内容检测内容 方法方法 结果显示结果显示分子分子检测检测第一第一步步转基因生物染转基因生物染色体的色体的DNADNA上上是否插入了目是否插

20、入了目的基因的基因DNADNA分子杂分子杂交（交（DNADNA和和DNADNA之间）之间）是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带第二第二步步目的基因是否目的基因是否转录出转录出mRNAmRNA分子杂交技术分子杂交技术（DNADNAmRNA mRNA 之间）之间）同上同上第三第三步步目的基因是否目的基因是否翻译出蛋白质翻译出蛋白质抗原抗原抗体杂抗体杂交交同上同上个体个体水平水平鉴定鉴定包括抗虫，抗病的包括抗虫，抗病的接种接种实验，以确定是否有抗性以及实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品需要与天然产品的活性比抗性的程度；基因工程产品需要与天然产品的活性比较，以确定其功能是否相同等较

21、，以确定其功能是否相同等归纳:基因工程的基本操作程序1.1.获取目的基因获取目的基因获取目的基因获取目的基因uu从基因文库从基因文库从基因文库从基因文库uu利用利用利用利用PCRPCR技术技术技术技术uu人工合成人工合成人工合成人工合成2.2.构建基因表达载体构建基因表达载体构建基因表达载体构建基因表达载体uu目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因3.3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞uu农杆菌转化法、显微注射法、农杆菌转化法、显微注射法、

22、农杆菌转化法、显微注射法、农杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理微生物细胞处理微生物细胞4.4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定uu检测：是否插入、转录、翻译、个体水平的检测检测：是否插入、转录、翻译、个体水平的检测检测：是否插入、转录、翻译、个体水平的检测检测：是否插入、转录、翻译、个体水平的检测多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性

23、状）。淘汰无变化的个体，保留有相应相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。变化的个体进一步培养、研究。例：用棉铃饲喂棉例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。抗虫基因并得到表达。1）以下说法正确的是）以下说法正确的是 （）A、所所有有的的限限制制酶酶只只能能识识别别一一种种特特定定的的核核苷苷酸序列酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体质粒是基因工程中唯一的运载体 C、

24、运运载载体体必必须须具具备备的的条条件件之之一一是是：具具有有多多个限制酶切点，以便与外源基因连接个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、基因控制的性状都能在后代表现出来基因控制的性状都能在后代表现出来C练习练习2）不属于质粒被选为基因运载体的理由是）不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制能复制 （）B、有、有多个限制酶切点多个限制酶切点 C、具有标记基因具有标记基因 D、它是环状它是环状DNAD练习练习3）有关基因工程的叙述中，错误的是）有关基因工程的叙述中，错误的是（）A、DNA连连接接酶酶将将黏黏性性末末端端的的碱碱基基对对连连接接起起来来 B、限制性内切酶用于目的基因的获得限制性

25、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人工合成目的基因不用限制性内切酶A练习练习4）有关基因工程的叙述正确的是）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重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体质粒都可作为运载体 D、蛋蛋白白质质的的结结构构可可为为合合成成目目的的基基因因提提供供资料资料D练习练习1、用、用-珠蛋白的珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传病是探针可以检测出的遗传病是 A镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症

26、B白血病白血病C坏血病坏血病D苯丙酮尿症苯丙酮尿症A2、应应用用基基因因工工程程技技术术诊诊断断疾疾病病的的过过程程中中必必须须使使用用基基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是 A用于检测疾病的医疗器械用于检测疾病的医疗器械B用放射性同位素或荧光分子等标记的用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子分子C合成合成-珠蛋白的珠蛋白的DNAD合成苯丙羟化酶的合成苯丙羟化酶的DNA片段片段B5 5 5 5）基因工程是在基因工程是在基因工程是在基因工程是在DNADNA分子水平上进行设计施工的。在基分子水平上进行设计施工的。在基分子水平上进行设计施

27、工的。在基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因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是A A、人工合成目的基因、人工合成目的基因、人工合成目的基因、人工合成目的基因B B、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达C C、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞 D D、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合C6

28、6）（）（多选）人们利用基因工程的方法，用大肠杆菌生产多选）人们利用基因工程的方法，用大肠杆菌生产人类胰岛素，这一过程涉及到（人类胰岛素，这一过程涉及到（）A.用适当的酶对胰岛素基因与运载体进行切割并连接用适当的酶对胰岛素基因与运载体进行切割并连接B.把重组后的把重组后的DNA分子导入受体细菌内进行扩增分子导入受体细菌内进行扩增C.检测重组检测重组DNA分子是否导入受体细菌内并表达出性状分子是否导入受体细菌内并表达出性状D.筛选出能产生胰岛素的筛选出能产生胰岛素的“工程菌工程菌”ABCD7 7）下列哪项不属于基因工程技术的步骤下列哪项不属于基因工程技术的步骤（）A基因转移基因转移B基因扩增基因扩增C基因检测基因检测D基因表达基因表达B