12《基因工程的基本操作程序》yong

1.2基因工程的基本操作程序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基因工程基本操作的四个步骤一、第一步：目的基因的获取(一)、目的基因主要是______________________编码蛋白质的结构基因（二）、获取目的基因的常用方法有哪些?1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、人工合成阅读教材P8-11如：与生物抗性相关的基因、与优良品质相关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、与毒物降解相关的基因等。（1）、基因文库将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受体菌的群体中，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：含有一种生物的全部基因部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库1、从基因文库中获取目的基因非编码区非编码区编码区外显子内含子原核和真核细胞的基因的结构启动子原核：真核：终止子RNA聚合酶结合位点原核细胞真核细胞不同点编码区是_____的编码区是间隔的、_____的相同点都由能够编码蛋白质的______和具有调控作用的______区组成的原核与真核细胞的基因结构比较连续不连续编码区非编码提取某种生物的全部DNA用适当的限制酶酶切一定大小的DNA片段将DNA片段与载体连接重组载体基因组文库导入受体菌中储存（2）、基因文库的构建方法①基因组文库的构建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cDNA文库反（逆）转录酶DNA聚合酶导入受体菌中储存②cDNA文库的构建-----反转录法：真核生物的基因用反转录法得到的cDNA与原基因相同吗？两种基因文库有区别吗？思考？基因组DNA文库与cDNA文库的比较（3）、构建基因文库的目的怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?便于在不知道目的基因核苷酸序列的情况下，获得所需的目的基因。依据：目的基因的有关信息。如：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基因翻译产物蛋白质等特性（4）、从基因文库中得到目的基因的方法、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（）A、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DNA片段，导入某个生物体内，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D、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫cDNA文库C2、利用PCR技术扩增目的基因①概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________的核酸合成技术。②原理：__________多聚酶链式反应体外特定DNA片段DNA复制PCR技术原理：原料：优点：过程：PCR扩增仪DNA复制以_____方式扩增，在短时间内大量扩增目的基因指数模板DNA；引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）（热）变性复性延伸③具体过程：a、热变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作用下，_____断裂，形成________b、退火（复性55℃-65℃）：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，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链d、重复a.b.c步骤：每重复一次，目的基因增加___倍一蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列基因的核苷酸序列目的基因化学合成推测推测3、人工合成法：在基因较小，核苷酸序列已知的情况下，可以利用DNA合成仪人工合成。反转录法目的基因的信使RNA目的基因化学合成法肽链氨基酸序列信使RNA序列基因的核苷酸序列目的基因合成人工合成法（真核生物）推测推测单链DNA合成一、目的基因的获取1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、人工合成种类基因组文库：含有一种生物的全部基因部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库课堂小结反转录法化学合成法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.①②④⑥1．在已知基因的核苷酸序列的情况下，获取目的基因的最方便方法是A、化学合成法B、基因组文库法C、CDNA文库法D、聚合酶链反应课堂练习3、在基因工程中，把选出的一个目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4次，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）个。A.540B.8100C.17280D.7560（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_________________。（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）限制酶黏性末端同种限制酶的黏性末端切口DNA连接酶相同1、过程:第二步：基因表达载体的构建2、基因表达载体的组成：a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因位于基因的首端,是RNA聚合酶识别结合位点位于基因的末端,终止转录检测目的基因是否导入受体细胞3、基因表达载体的作用a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代b、同时使目的基因能表达和发挥作用（多选）一个基因表达载体的构建应包括A．目的基因B．启动子C．终止子D．标记基因ABCD•常用的受体细胞：原核生物：大肠杆菌枯草杆菌土壤农杆菌真核生物：酵母菌和动植物细胞•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。第三步：将目的基因导入受体细胞转化：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1、将目的基因导入植物细胞（1）农秆菌转化法特点:能感染双子叶植物Ti质粒的T—DNA可转移至受体细胞并整合到其染色体上转化过程:Ti质粒目的基因构建表达载体导入植物细胞整合植物细胞染色体DNA表达新性状转入农杆菌（2）基因枪法常用于单子叶植物的转化方法（3）花粉管通道法我国转基因抗虫棉就是用这种方法获得2、将目的基因导入动物细胞方法:显微注射技术操作程序:提纯含目的基因表达载体取受精卵显微注射移植到子宫早期胚胎新性状动物3、将目的基因导入微生物细胞常用法：Ca2+处理法微生物作受体细胞原因：繁殖快（最主要）、多为单细胞、遗传物质相对少过程：Ca2+处理大肠杆菌感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA将目的基因导入受体细胞1.将目的基因导入植物细胞转化农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法2.将目的基因导入动物细胞显微注射技术3.将目的基因导入微生物细胞Ca2+处理法1、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，原因主要是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、基因工程常用的受体细胞有①大肠杆菌②枯草杆菌③支原体④动植物细胞A．①②③④B．①②③C．②③④D．①②④BD3、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接种实验抗原－抗体杂交核酸（DNA-RNA）分子杂交DNA分子杂交受体是否具有转基因特征个体水平目的基因是否翻译目的基因是否转录目的基因是否导入分子水平方法检测对象第四步：目的基因的检测与鉴定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①检测受体细胞中是否有目的基因②检测受体细胞中是否有致病基因③检测目的基因是否转录出mRNA④检测目的基因是否翻译出蛋白质A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④C归纳:基因工程的基本操作程序1.获取目的基因从基因文库利用PCR化学方法人工合成2.构建基因表达载体目的基因、启动子、终止子、标记基因3.将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理4.目的基因的检测与鉴定检测：是否插入、转录、翻译鉴定：上图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：即________；________；_________；________。(2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？_______，为什么？_____。(3)过程②必需的酶是_______酶，过程③必需的酶是________酶获取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定不能皮肤细胞中胰岛素基因未表达，不能形成胰岛素mRNA逆转录解旋(4)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶_______个。(5)在利用A、B获得C的过程中，必须用________切割A和B，使它们产生________，再加入________才可形成C。(6)为使过程⑧更易进行，可用_______(药剂)处理D。15(a-b)同种限制性核酸内切酶相同的黏性末端DNA连接酶Ca2+将基因与等调控组件重组在一起，通过等方法，导入哺乳动物的中，将其送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：药物蛋白乳腺蛋白基因的启动子显微注射受精卵①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是___________。（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入_______中，原因是_____________。（3）通常采用()技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的()细胞中特异表达。尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于：处于不同发育时期的__________动物均可生产药物。显微注射法受精卵全能性高，外源基因可在相应组织细胞中表达DNA分子杂交膀胱上皮雌雄限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶，打断的化学键是A、G与A之间的键B、G与C之间的键C、A与T之间的键D、磷酸与脱氧核糖之间的键利用基因工程生产蛋白质药物的方法之一是将人的基因转入动物体内，再饲养这些转基因动物，从动物乳汁或尿液中提取药物。这一过程不会涉及A、DNA按照碱基互补配对原则自我复制B、DNA以其一条链为模板合成mRNAC、RNA以自身为模板自我复制D、按照mRNA密码子的排列顺序合成蛋白质采用基因工程的方法培养抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉花体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，注射到棉花子房，并进入受精卵A.①②B.②③C.③④D.④①c利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是（）A.用适当的酶对运载体与人类胰岛素基因进行切割与粘合B.用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C.通常通过检测目的基因产物来检验重组DNA是否已导入受体细菌D.重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素c1987年，美国科学家将萤火虫的萤光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达。长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明：（）①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码③烟草植物体内合成了萤光素④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的