基因工程步驟教案資料

1、基因工程步驟質粒質粒DNADNA分子分子限制酶處理限制酶處理一個切口一個切口兩個切口兩個切口獲得獲得目的基因目的基因DNADNA連接酶連接酶重組重組DNADNA分子（重組質粒）分子（重組質粒）同一種同一種4 4、構建過程：、構建過程：基因表達載體基因表達載體從從基因文庫中基因文庫中獲?。耗康幕颢@?。耗康幕颉⒒蛭膸?、基因文庫: : 將含有將含有某種生物不同基因某種生物不同基因的許多的許多DNADNA片片斷，導入到斷，導入到受體菌的群體受體菌的群體中中儲存儲存，各個受體，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因。菌分別含有這種生物的不同基因?；蛭膸斓臉嫿Ｊ綀D基因文庫的構建模式圖 通過對通過對

2、受體受體菌菌的的培養(yǎng)培養(yǎng)而而儲儲存大量存大量目的基目的基因因基因文庫基因文庫: :基因組文庫基因組文庫部分基因文庫部分基因文庫（c DNAc DNA文庫文庫）如何從基因文庫中得到所需要的基因如何從基因文庫中得到所需要的基因依據：依據：目的基因的有關信息目的基因的有關信息如：根據基因的核苷酸序列如：根據基因的核苷酸序列 基因的功能基因的功能基因在染色體上的位置基因在染色體上的位置 基因的轉錄產物基因的轉錄產物mRNA 基因翻譯產物蛋白質等特性基因翻譯產物蛋白質等特性利用利用PCRPCR技術技術擴增：目的基因擴增：目的基因）技術的原理：）技術的原理：）獲取的前提：）獲取的前提：DNADNA雙鏈復制

3、雙鏈復制）PCRPCR技術過程：技術過程：要有一段要有一段已知目的基因的核苷酸序列已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成以便根據這一序列合成引物引物變性、復性、延伸，變性、復性、延伸， 結果結果: :數量呈數量呈n n擴增擴增5 5/ /3 3/ /GGGGTCTC3 3/ /5 5/ /GAGACCCC5 5/ /3 3/ /引物引物GGGG變性變性復性復性延伸延伸1.目的基因目的基因DNA受熱變性，解鏈；受熱變性，解鏈；2.引物與單鏈互補結合；引物與單鏈互補結合；3.合成鏈在合成鏈在DNA聚合酶作用下進行延伸。聚合酶作用下進行延伸。5 5/ /3 3/ /AGAG引物引物利用利用P

4、CRPCR技術擴增目的基因技術擴增目的基因利用利用PCRPCR技術擴增目的基因技術擴增目的基因反轉錄法反轉錄法根據已知的氨基酸序列合成根據已知的氨基酸序列合成人工合成：目的基因人工合成：目的基因）使用范圍：）使用范圍：基因較小，核苷酸序列又已知基因較小，核苷酸序列又已知，可以人工合成，可以人工合成）具體方法：）具體方法：二、（二、（2525）基因表達載體的構建：）基因表達載體的構建：核心核心1 1 、表達載體的組成：、表達載體的組成：復制原點復制原點+ +啟動子啟動子+ +目的基因目的基因+ +終止子終止子+ +標記基因等標記基因等2 2 、表達載體的功能：、表達載體的功能：1 1）使目的基因

5、在受體細胞中）使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并能遺傳穩(wěn)定存在，并能遺傳2 2）使目的基因能夠）使目的基因能夠表達和發(fā)揮表達和發(fā)揮作用作用 位于位于基因首端基因首端，是，是RNARNA聚合酶識別和結合聚合酶識別和結合的的部位，部位，驅動驅動基因基因轉錄出轉錄出mRNAmRNA，最終獲得蛋白質，最終獲得蛋白質啟動子：啟動子：終止子：終止子：位于位于基因的尾端基因的尾端，能終止，能終止DNADNA的轉錄的轉錄 為了為了鑒別受體細胞鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞而將含有目的基因的細胞篩選篩選出來出來標記基因：標記基因：質粒質粒DNADNA分子分子限制酶

6、處理限制酶處理一個切口一個切口兩個切口兩個切口獲得獲得目的基因目的基因DNADNA連接酶連接酶重組重組DNADNA分子（重組質粒）分子（重組質粒）同一種同一種4 4、構建過程：、構建過程：基因表達載體基因表達載體三、將目的基因導入受體細胞：三、將目的基因導入受體細胞：1 1、轉化、轉化 ： 目的基因進入目的基因進入受體細胞受體細胞內，并且在受體細內，并且在受體細胞內維持胞內維持穩(wěn)定穩(wěn)定和和表達表達的過程的過程2 2、常見的幾種轉化方法：、常見的幾種轉化方法：導入植物細胞：導入植物細胞：導入動物細胞：導入動物細胞：導入微生物細胞：導入微生物細胞：農桿菌轉化法（農桿菌轉化法（最常用最常用）顯微注射

7、技術（顯微注射技術（最常用、最有效最常用、最有效）利用感受態(tài)細胞與重組質粒利用感受態(tài)細胞與重組質粒混合混合基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法1 1）、目的基因導入植物細胞：）、目的基因導入植物細胞：（1 1）農桿菌：）農桿菌： 農桿菌轉化法農桿菌轉化法 易感染易感染雙子葉植物和裸子植物雙子葉植物和裸子植物，對，對大多數單大多數單子葉植物子葉植物無感染力，植物受傷時傷口處分泌大無感染力，植物受傷時傷口處分泌大量的量的酚類化合物酚類化合物，會，會吸引吸引農桿菌。農桿菌。（2 2）轉化程序：）轉化程序：目的基因目的基因TiTi質粒上的質粒上的 T TDNADNA插入插入植物細胞植物細胞農桿菌農

8、桿菌染色體染色體DNADNA上上維持穩(wěn)定維持穩(wěn)定和表達和表達并整并整合到合到導入導入感染感染同時同時T-T-DNADNA導入導入）、目的基因導入動物細胞：）、目的基因導入動物細胞：（1 1）轉化程序：）轉化程序： 顯微注射技術顯微注射技術目的基因目的基因表達載體表達載體提純提純顯微注射顯微注射取卵取卵受精卵受精卵新性狀的新性狀的動物動物導入導入發(fā)育發(fā)育）、目的基因導入微生物細胞：）、目的基因導入微生物細胞：（1 1）原核生物特點：）原核生物特點： 繁殖快、多為單細胞，遺傳物質相對較少等。繁殖快、多為單細胞，遺傳物質相對較少等。應用最廣泛的是：應用最廣泛的是：大腸桿菌大腸桿菌（）轉化程序：（）轉

9、化程序： CaCa2+2+處理細胞處理細胞形成形成將重組表達載體溶于緩將重組表達載體溶于緩沖液沖液感受態(tài)細胞感受態(tài)細胞混合混合完成轉化完成轉化( (四四) )目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定檢測：檢測：檢測轉基因生物染色體的檢測轉基因生物染色體的DNADNA上是否上是否插入了目的基因插入了目的基因檢測目的基因是否轉錄出了檢測目的基因是否轉錄出了mRNAmRNA檢測目的基因是否翻譯成蛋白質檢測目的基因是否翻譯成蛋白質利用：利用：DNADNA分子雜交技術分子雜交技術利用：分子雜交技術利用：分子雜交技術利用：抗原抗體雜交利用：抗原抗體雜交鑒定：鑒定：如：抗蟲、抗病特性的鑒定、活性鑒定等如：抗

10、蟲、抗病特性的鑒定、活性鑒定等利用個體生物學水平利用個體生物學水平( (四四) )目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定點點生物學教學點點生物學教學1 1、為了培育節(jié)水高產品種，科學家將大麥中與抗、為了培育節(jié)水高產品種，科學家將大麥中與抗旱節(jié)水有關的基因導入小麥，得到轉基因小麥，旱節(jié)水有關的基因導入小麥，得到轉基因小麥，其水分利用率提高了其水分利用率提高了20%20%。這項技術的遺傳學原理。這項技術的遺傳學原理是是 A A基因重組基因重組 B B基因突變基因突變 C C基因復制基因復制 D D基因分離基因分離A A點點生物學教學點點生物學教學2 2、利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉、

11、利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉是否成功，最好檢測是否成功，最好檢測 A A是否有抗生素產生是否有抗生素產生 B B是否有目的基因表達是否有目的基因表達 C C是否有抗蟲的性狀出現(xiàn)是否有抗蟲的性狀出現(xiàn) D D是否能分離到目的基因是否能分離到目的基因 C C點點生物學教學點點生物學教學3 3、水母發(fā)光蛋白由、水母發(fā)光蛋白由236236個氨基酸構成，其中天冬個氨基酸構成，其中天冬氨酸、甘氨酸和絲氨酸構成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種氨酸、甘氨酸和絲氨酸構成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質的基因作為生物轉基因的標記，在轉基因蛋白質的基因作為生物轉基因的標記，在轉基因技術中，這種蛋白質的作用是技術中，這種蛋白質的

12、作用是A A促使目的基因導入受體細胞促使目的基因導入受體細胞 B B促使目的基因在受體細胞內復制促使目的基因在受體細胞內復制C C使目的基因容易被檢測出來使目的基因容易被檢測出來 D D使目的基因容易成功表達使目的基因容易成功表達C C點點生物學教學點點生物學教學4 4、根據、根據mRNAmRNA的信息推出獲取目的基因的方法是的信息推出獲取目的基因的方法是 A A、用、用DNADNA探針測出目的基因探針測出目的基因 B B、用、用mRNAmRNA探針測出目的基因探針測出目的基因 C C、用、用mRNAmRNA反轉錄形成目的基因反轉錄形成目的基因 D D、用、用PCRPCR技術擴增技術擴增mRN

13、AmRNAC C點點生物學教學點點生物學教學5 5、獲取目的基因的方法有多種，下列不屬于目的、獲取目的基因的方法有多種，下列不屬于目的基因獲取方法的是基因獲取方法的是A A、從基因組文庫中獲取、從基因組文庫中獲取B B、從、從cDNAcDNA文庫中獲取文庫中獲取 C C、從含目的基因生物細胞中獲取、從含目的基因生物細胞中獲取D D、利用、利用PCRPCR技術獲取技術獲取C C點點生物學教學點點生物學教學6 6、下列高科技成果中，根據基因重組原理進行的、下列高科技成果中，根據基因重組原理進行的是是 ( (多選多選) )A A、我國科學家袁隆平利用雜交技術培育出超級水、我國科學家袁隆平利用雜交技術

14、培育出超級水稻。稻。 B B、我國科學家將蘇云金桿菌的某些基因轉移到棉、我國科學家將蘇云金桿菌的某些基因轉移到棉花體內，培育出抗蟲棉。花體內，培育出抗蟲棉。 C C、我國科學家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太、我國科學家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒?？战贰?D D、我國科學家通過體細胞克隆技術培育出克隆牛、我國科學家通過體細胞克隆技術培育出克隆牛ABAB點點生物學教學點點生物學教學8 8、不屬于目的基因與運載體結合過程的是（、不屬于目的基因與運載體結合過程的是（ ） A A、用一定的限制酶切割質粒露出黏性末端、用一定的限制酶切割質粒露出黏性末端 B B、用同種限制酶切割目的基因露出黏性末端

15、、用同種限制酶切割目的基因露出黏性末端C C、將切下的目的基因的片段插入到質粒切口處、將切下的目的基因的片段插入到質粒切口處 D D、將重組、將重組DNADNA導入到受體細胞進行擴增導入到受體細胞進行擴增D D點點生物學教學點點生物學教學9 9、下列實例屬于基因工程的是（、下列實例屬于基因工程的是（ ）將雞的將雞的DNADNA分子的某個片段整合到小鼠的分子的某個片段整合到小鼠的DNADNA分分子中子中 將抗藥菌的某個基因引入到草履蟲的細胞內將抗藥菌的某個基因引入到草履蟲的細胞內將鼠的骨髓瘤細胞與經過免疫的脾細胞融合成將鼠的骨髓瘤細胞與經過免疫的脾細胞融合成雜交瘤細胞雜交瘤細胞 將某腫瘤細胞在體

16、外培養(yǎng)繁殖成一個細胞系將某腫瘤細胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個細胞系 A A、 B B、 C C、 D D、C C點點生物學教學點點生物學教學1111、下列有關基因工程技術的敘述，正確的是、下列有關基因工程技術的敘述，正確的是（ ） A A、重組、重組DNADNA技術所用的工具酶是限制酶、連接酶技術所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體和運載體B B、所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸、所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列序列C C、選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌、選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖快繁殖快D D、只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表、只要目的基因進

17、入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表達達C C點點生物學教學點點生物學教學7 7、下列有關基因工程技術的敘述，正確的是、下列有關基因工程技術的敘述，正確的是（ ） A A、重組、重組DNADNA技術所用的工具酶是限制酶、連接酶技術所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體和運載體B B、所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸、所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列序列C C、選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌、選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖快繁殖快D D、只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表、只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表達達C C點點生物學教學點點生物學教學8 8、

18、下列關于基因工程的敘述，正確的是（、下列關于基因工程的敘述，正確的是（ ） A A、基因工程經常以抗菌素抗性基因為目的基因、基因工程經常以抗菌素抗性基因為目的基因B B、細菌質粒是基因工程常用的運載體、細菌質粒是基因工程常用的運載體C C、通常用一種限制酶處理含目的基因的、通常用一種限制酶處理含目的基因的DNADNA，用，用另一種處理運載體的另一種處理運載體的DNADNAD D、為培育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草、為培育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為載體劑基因時只能以受精卵為載體B B點點生物學教學點點生物學教學 科學家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，科學家通過

19、基因工程的方法培育抗蟲棉時，需從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，需從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，“放入放入”棉花的細胞中與棉花結合起來并發(fā)揮作用，回答：棉花的細胞中與棉花結合起來并發(fā)揮作用，回答：1 1）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是是 ，此工具主要存在于，此工具主要存在于_中，其特中，其特點是點是: : _ _ 。限制酶限制酶微生物微生物 一種限制酶只能識別一種特定的核苷一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點切割酸序列，并在特定的切點切割點點生物學教學點點生物學教學2 2）蘇云金芽孢桿菌中一個）蘇云金芽孢桿菌中一個DN

20、ADNA分子上有許多基因，分子上有許多基因，獲得抗蟲基因的具體做法是：用獲得抗蟲基因的具體做法是：用 酶將蘇酶將蘇云金芽孢桿菌的云金芽孢桿菌的 切成許多片段，然后將這切成許多片段，然后將這些片段分別些片段分別 _ _ ，再通過，再通過 _導入不同的受體細胞中，讓它們在各導入不同的受體細胞中，讓它們在各個不同的受體細胞中大量個不同的受體細胞中大量 ，從中找出含有，從中找出含有目的基因的細胞，再用一定的方法把目的基因的細胞，再用一定的方法把_ _ _ _ 分離出來。分離出來。3 3）進行基因工程操作一般要經過的四個步驟）進行基因工程操作一般要經過的四個步驟是：是： ； ； ； 。限制酶限制酶DNA

21、DNA與運載體結合與運載體結合運載體運載體復制復制帶有目的基因的帶有目的基因的DNADNA片段片段目的基因的獲取；目的基因的獲取； 基因表達載體的構建；基因表達載體的構建； 將目的基因導入受體細胞；將目的基因導入受體細胞； 目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定點點生物學教學點點生物學教學1212、19971997年，科學家將動物體內的能夠合成胰島年，科學家將動物體內的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的素的基因與大腸桿菌的DNADNA分子重組，并且在大腸分子重組，并且在大腸桿菌中表達成功。請據右下圖回答問題。桿菌中表達成功。請據右下圖回答問題。1)1)此圖是采取此圖是采取 合成基合成基因的方法獲取因的方法獲取 基因的基因的過程。過程。2)2)圖中圖中DNADNA是以是以_ 為模板，形成單鏈為模板，形成單鏈DNADN