基因工程步骤

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,点点生物学教学,*,1.2,基因工程的基本操作程序,质粒,DNA,分子,限制酶处理,一个切口,两个切口,获得,目的基因,DNA,连接酶,重组,DNA,分子（重组质粒）,同一种,4,、,构建,过程：,基因表达载体,复习,:,基因工程的基本操作步骤,提取目的基因,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的表达和检测,基因工程的基本操作程序,主要包括五个步骤：,1,）获取目的基因,2,）制备重组,DNA,分子,3,）转化受体细胞,4,）筛选重组细胞,5,）实现功能表达,一、目的基因的获取,:,主要指的是,编码蛋白质,的结构基因,2,、目前常用获取方法,：,1,、目的基因：,1),、从,基因文库,中获取,2),、利用,PCR,技术,扩增,3),、利用,人工合成,方法,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,DNA,片断，导入到,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。,基因文库的构建模式图,通过对,受体菌,的,培养,而,储存大量,目的基因,基因文库,:,基因组文库,部分基因文库,（,c DNA,文库,）,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,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,利用,PCR,技术,扩增：目的基因,）技术的,原理,：,）获取的前提：,DNA,双链复制,）,PCR,技术过程：,要有一段,已知目的基因的核苷酸序列,，以便根据这一序列合成,引物,变性、复性、延伸，,结果,:,数量呈,n,扩增,5,/,3,/,G,G,T,C,3,/,5,/,G,A,C,C,5,/,3,/,引物,GG,变性,复性,延伸,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,/,AG,引物,利用,PCR,技术扩增目的基因,利用,PCR,技术扩增目的基因,反转录法,根据已知的氨基酸序列合成,人工合成：目的基因,）使用范围：,基因较小，核苷酸序列又已知,，可以人工合成,）具体方法：,二、（,25,）基因表达载体的构建：,核心,1,、表达载体的组成：,复制原点,+,启动子,+,目的基因,+,终止子,+,标记基因等,2,、表达载体的功能：,1,）使目的基因在受体细胞中,稳定存在，并能遗传,2,）使目的基因能够,表达和发挥,作用,位于,基因首端,，是,RNA,聚合酶识别和结合,的部位，,驱动,基因,转录出,mRNA,，最终获得蛋白质,启动子：,终止子：,位于,基因的尾端,，能终止,DNA,的转录,为了,鉴别受体细胞,中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞,筛选,出来,标记基因：,质粒,DNA,分子,限制酶处理,一个切口,两个切口,获得,目的基因,DNA,连接酶,重组,DNA,分子（重组质粒）,同一种,4,、,构建,过程：,基因表达载体,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，并且在受体细胞内维持,稳定,和,表达,的过程,2,、常见的几种转化方法：,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（,最常用,）,显微注射技术（,最常用、最有效,）,利用感受态细胞与重组质粒混合,基因枪法,花粉管通道法,1,）、目的基因导入植物细胞：,（,1,）农杆菌：,农杆菌转化法,易感染,双子叶植物和裸子植物,，对,大多数单子叶植物,无感染力，植物受伤时伤口处分泌大量的,酚类化合物,，会,吸引,农杆菌。,（,2,）转化程序：,目的基因,Ti,质粒上的,T,DNA,插入,植物细胞,农杆菌,染色体,DNA,上,维持稳定和表达,并整合到,导入,感染,同时,T-DNA,导入,）、目的基因导入动物细胞：,（,1,）转化程序：,显微注射技术,目的基因表达载体,提纯,显微注射,取卵,受精卵,新性状的动物,导入,发育,）、目的基因导入微生物细胞：,（,1,）原核生物特点：,繁殖快、多为单细胞，遗传物质相对较少等。,应用最广泛的是：,大肠杆菌,（）转化程序：,Ca,2+,处理细胞,形成,将重组表达载体溶于缓冲液,感受态细胞,混合,完成转化,(,四,),目的基因的检测与鉴定,检测：,检测转基因生物染色体的,DNA,上是否插入了目的基因,检测目的基因是否转录出了,mRNA,检测目的基因是否翻译成蛋白质,利用：,DNA,分子杂交技术,利用：分子杂交技术,利用：抗原抗体杂交,鉴定：,如：抗虫、抗病特性的鉴定、活性鉴定等,利用个体生物学水平,(,四,),目的基因的检测与鉴定,1,、为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了,20%,。这项技术的遗传学原理是,A,基因重组,B,基因突变,C,基因复制,D,基因分离,A,点点生物学教学,2,、利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测,A,是否有抗生素产生,B,是否有目的基因表达,C,是否有抗虫的性状出现,D,是否能分离到目的基因,C,点点生物学教学,3,、水母发光蛋白由,236,个氨基酸构成，其中天冬氨酸、甘氨酸和丝氨酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是,A,促使目的基因导入受体细胞,B,促使目的基因在受体细胞内复制,C,使目的基因容易被检测出来,D,使目的基因容易成功表达,C,点点生物学教学,4,、根据,mRNA,的信息推出获取目的基因的方法是,A,、用,DNA,探针测出目的基因,B,、用,mRNA,探针测出目的基因,C,、用,mRNA,反转录形成目的基因,D,、用,PCR,技术扩增,mRNA,C,点点生物学教学,5,、获取目的基因的方法有多种，下列不属于目的基因获取方法的是,A,、,从基因组文库中获取,B,、从,cDNA,文库中获取,C,、,从含目的基因生物细胞中获取,D,、,利用,PCR,技术获取,C,点点生物学教学,6,、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是,(,多选,),A,、,我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻。,B,、,我国科学家将苏云金杆菌的某些基因转移到棉花体内，培育出抗虫棉。,C,、,我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒。,D,、,我国科学家通过体细胞,克隆,技术培育出克隆牛,AB,点点生物学教学,8,、不属于目的基因与运载体结合过程的是（ ）,A,、用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端,B,、用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端,C,、将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处,D,、将重组,DNA,导入到受体细胞进行扩增,D,点点生物学教学,9,、下列实例属于基因工程的是（ ）,将鸡的,DNA,分子的某个片段整合到小鼠的,DNA,分子中,将抗药菌的某个基因引入到草履虫的细胞内,将鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞,将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系,A,、,B,、,C,、,D,、,C,点点生物学教学,11,、下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（ ）,A,、重组,DNA,技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体,B,、所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列,C,、选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快,D,、只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达,C,点点生物学教学,7,、下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（ ）,A,、重组,DNA,技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体,B,、所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列,C,、选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快,D,、只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达,C,点点生物学教学,8,、下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）,A,、基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因,B,、细菌质粒是基因工程常用的运载体,C,、通常用一种限制酶处理含目的基因的,DNA,，用另一种处理运载体的,DNA,D,、为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为载体,B,点点生物学教学,科学家通过基因工程的方法培育抗虫棉时，需从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花结合起来并发挥作用，回答：,1,）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是,，此工具主要存在于,_,中，其特点是,:,_,。,限制酶,微生物,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割,点点生物学教学,2,）苏云金芽孢杆菌中一个,DNA,分子上有许多基因，获得抗虫基因的具体做法是：用,酶将苏云金芽孢杆菌的,切成许多片段，然后将这些片段分别,_,，再通过,_,导入不同的受体细胞中，让它们在各个不同的受体细胞中大量,，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把,_ _,分离出来。,3,）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是：,；,；,；,。,限制酶,DNA,与运载体结合,运载体,复制,带有目的基因的,DNA,片段,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,点点生物学教学,12,、,1997,年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的,DNA,分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据右下图回答问题。,1),此图是采取,合成基因的方法获取,基因的过程。,2),图中,DNA,是以,_,为模板，形成单链,DNA,，在酶的作用下合成双链,DNA,，从而获得了所需要的目的基因。,人工,目的,控制胰岛素合成的信使,RNA,点点生物学教学,(3),图中代表,，它往往含,_,基因，以便对目的基因的检测。,(4),图中表示,_,，为使此过程顺利进行，一般须将大肠杆菌用,处理，以增大其细胞对,_,。,（,5,）图中表示,随大肠杆菌的繁殖而进行增殖，此目的基因在大肠杆菌内表达的标志是,_,。,重组,DNA,分子,标记,将目的基因导入受体细胞,钙离子,外围,DNA,分子的吸收,目的基因,大肠杆菌能产生人的胰岛素,点点生物学教学,10,、现在人们已经实现了分子水平上的遗传物质的重组，下列实例中属于分子水平重组的是（ ）,A,、将人的凝血因子的基因导入到羊的乳腺细胞中表达,B,、水稻基因组精细图的绘制,C,、白菜与甘蓝的体细胞杂交,D,、将鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的,B,淋巴细胞融合成杂交瘤细胞,A,点点生物学教学,