基因工程基本操作程序II

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1、山东省青州市第二中学山东省青州市第二中学 顾峰顾峰基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序预习学习内容预习学习内容（一）（一）1.1.目的基因目的基因 基因表达载体基因表达载体 导入受体细胞导入受体细胞 检测与鉴定检测与鉴定2.2.从基因文库中提取目的基因从基因文库中提取目的基因 利用利用PCRPCR技术技术扩增目的基因扩增目的基因 人工合成目的基因人工合成目的基因3.3.目的基因目的基因 启动子启动子 终止子终止子 标记基因标记基因（二）（二）1.1.转化转化 农杆菌转化法农杆菌转化法 基因枪法基因枪法 花粉管通道法花粉管通道法 显微显微2.DNA2.DNA分子杂交分子杂交 分子杂交技术

2、分子杂交技术 抗原抗原抗体杂交抗体杂交 预习自我检测预习自我检测 1-4 A D C B 学习目标学习目标 1.1.写出基因工程的四个操作步骤写出基因工程的四个操作步骤2.2.解释基因文库、基因组文库、部分基解释基因文库、基因组文库、部分基因文库的区别与联系因文库的区别与联系3.3.分析基因工程四个步骤的原理、工具分析基因工程四个步骤的原理、工具及具体的操作程序及具体的操作程序目的基因的获取目的基因的获取基因表达载体的构建基因表达载体的构建目的基因导入受体细胞目的基因导入受体细胞目的基因检测与鉴定目的基因检测与鉴定第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四步第四步目的：目的：使目的基因在受体细胞

3、中稳定存在，并且可以遗传使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。a a、目的基因、目的基因b b、启动子、启动子c c、终止子、终止子d d、标记基因、标记基因1.1.转化转化:合作探究合作探究1.1.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞且侵染途径，且因受体细胞的不同而不且侵染途径，且因受体细胞的不同而不同。同。目的基因进入目的基因进入_内，并且在受内，并且在受体细胞内维持体细胞内维持_和和_的过程的过程受体细胞受体细胞稳定稳定表达表达农杆菌转化法农杆菌转化法（见教材（见教材P P1212“生物

4、技术资料卡生物技术资料卡”）基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微显微注射注射分裂分裂分化分化移移 植植发发育育为什么将目的基因导入动物细胞常用的受体细胞为什么将目的基因导入动物细胞常用的受体细胞是受精卵？是受精卵？显微注射技术显微注射技术繁殖快、单细胞、遗传物质少繁殖快、单细胞、遗传物质少大肠杆菌（）大肠杆菌（）1.1.过程过程CaCa2+2+处理法处理法用用CaCa2+2+处理细胞处理细胞 感受态细胞感受态细胞 表达载体与表达载体与感受态细胞混合感受态细胞混合 感受态细胞吸收感受态细胞吸收DNADNA分子分子2.2.原核生物特点原核生物特点3.3.常用受体细胞常用受体细胞思考回答思考

5、回答1.为什么基因工程科学家常采为什么基因工程科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞？用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞？思考回答思考回答2.为什么要用为什么要用Ca2处理细胞？处理细胞？繁殖快、遗传物质相对较少、操作简单、繁殖快、遗传物质相对较少、操作简单、价格低廉。价格低廉。因为大肠杆菌等细菌的细胞壁成分主要是肽因为大肠杆菌等细菌的细胞壁成分主要是肽聚糖，因此一般要先用聚糖，因此一般要先用Ca2Ca2处理，以增加细处理，以增加细菌细胞壁的通透性。菌细胞壁的通透性。方法方法导入植物细胞导入植物细胞导入动物细胞导入动物细胞导入微生物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪

6、法花粉管通道法花粉管通道法显微注射法显微注射法 CaCa+处理法处理法将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因是否真正插入受体细胞的目的基因是否真正插入受体细胞的DNADNA中，是否能中，是否能够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、鉴定才能得知。测、鉴定才能得知。常用的检测手段主要从常用的检测手段主要从分子水平和个体水平分子水平和个体水平进行。进行。类型类型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目的基因是否目的基因是否进入受体细胞进入受体细胞目的基因是否目的基因是否转录出转录出mRNAmRNA目的基因是否目的基

7、因是否翻译出蛋白质翻译出蛋白质包括抗虫、抗病的包括抗虫、抗病的_实验，以确定是否有实验，以确定是否有_的程度；的程度；基因工程产品与天然产品的活性比较，以确定功能是否基因工程产品与天然产品的活性比较，以确定功能是否相同等相同等个体个体水平水平定鉴定鉴DNADNA分子杂交分子杂交显示出杂交带显示出杂交带分子杂交技术分子杂交技术显示出杂交带显示出杂交带抗原抗原抗体杂交抗体杂交 显示出杂交带显示出杂交带接种接种抗性以及抗性抗性以及抗性目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定检查是否成功检查是否成功适当限制适当限制酶切割酶切割用同位素标记的用同位素标记的目的基因片段杂交目的基因片段杂交1.1.检测转基

8、因生物的染色体检测转基因生物的染色体DNADNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因 提取受体生提取受体生物全部物全部DNADNADNADNA片段片段显显 出出杂交带杂交带（表明目的基因已插入）（表明目的基因已插入）DNA分子杂交技术分子杂交技术用同位素标记的用同位素标记的目的基因片段杂交目的基因片段杂交2.2.检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了mRNA mRNA 提取受体生提取受体生物的物的mRNAmRNA显显 出出杂交带杂交带（表明目的基因已转录出了（表明目的基因已转录出了mRNAmRNA）特别提醒：特别提醒：检测检测DNADNA利用的是利用的是DNADNA与与DNADN

9、A杂交，杂交，检测检测mRNAmRNA利用的是利用的是DNADNA与与mRNAmRNA杂交。杂交。分子杂交技术分子杂交技术思考回答思考回答3.珠蛋白是动物血红蛋白的重要珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分，当它的成分异常时，动物可能患某组成成分，当它的成分异常时，动物可能患某种疾病，如镰刀型细胞贫血症，假如让你用基种疾病，如镰刀型细胞贫血症，假如让你用基因工程的方法使大肠杆菌生产出鼠的因工程的方法使大肠杆菌生产出鼠的珠蛋白，珠蛋白，想一想，应该如何设计？想一想，应该如何设计？1.1.从鼠体内提取从鼠体内提取珠蛋白的基因珠蛋白的基因2.2.珠蛋白的基因表达载体的构建珠蛋白的基因表达载体的构建3.3

10、.珠蛋白的基因导入大肠杆菌珠蛋白的基因导入大肠杆菌4.4.珠蛋白的基因的检测和鉴定珠蛋白的基因的检测和鉴定 跟踪训练跟踪训练1.1.将目的基因导入微生物细胞之前，要用将目的基因导入微生物细胞之前，要用CaCa2 2处理细胞，处理过的细胞叫（）处理细胞，处理过的细胞叫（）A.A.感受态细胞感受态细胞 B.B.敏感性细胞敏感性细胞 C.C.吸收性细胞吸收性细胞 D.D.接受细胞接受细胞跟踪训练跟踪训练2.2.科学家通过基因工程的方法，能使大肠杆菌科学家通过基因工程的方法，能使大肠杆菌产生人的胰岛素。以下叙述错误的是产生人的胰岛素。以下叙述错误的是（）A.A.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导

11、入了重组质可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒粒 B.B.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 连接酶和限制性核酸内切酶都是构建重组质粒必需的工具酶连接酶和限制性核酸内切酶都是构建重组质粒必需的工具酶 D.D.目的基因的检测与鉴定表达过程中没有发生碱基互补配对目的基因的检测与鉴定表达过程中没有发生碱基互补配对 A AD D跟踪训练跟踪训练3.3.目的基因导入受体细胞后，是否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定和检测才能知道。下

12、列属于目的基因检测和鉴定的是（）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目的基因 检测受体细胞是否有致病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检测目的基因是否转录mRNA mRNA 检测目的基因是否翻译蛋白质检测目的基因是否翻译蛋白质 A A B.B.C.C.D.D.C C归纳:基因工程的基本操作程序n 获取目的基因获取目的基因u 从基因文库提取从基因文库提取u 利用利用PCRPCR技术扩增技术扩增u 利用化学方法人工合成利用化学方法人工合成n 构建基因表达载体构建基因表达载体u 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n 将目的基因导

13、入受体细胞将目的基因导入受体细胞u 农杆菌转化法、显微注射法、农杆菌转化法、显微注射法、CaCa+处理法处理法n 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定u 检测：是否插入、转录、翻译、个体检测检测：是否插入、转录、翻译、个体检测课堂自我检测课堂自我检测1.1.基因工程科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细基因工程科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（）胞，原因是（）A.A.结构简单，操作方便结构简单，操作方便 B.B.繁殖速度快繁殖速度快 C.C.遗传物质含量少，简单遗传物质含量少，简单 D.D.性状稳定，变异少性状稳定，变异少2.2.下列操作不属于基因表达载体构建过程的

14、是（）下列操作不属于基因表达载体构建过程的是（）A.A.用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端B.B.用同一种限制酶切割目的基因露出黏性末端用同一种限制酶切割目的基因露出黏性末端C.C.将切下的目的基因片段插入质粒切口处将切下的目的基因片段插入质粒切口处 D.D.将重组将重组DNADNA导入受体细胞中导入受体细胞中B BD D年人类首次获得转基因生物，即将人的生长素抑制因子基因转年人类首次获得转基因生物，即将人的生长素抑制因子基因转入大肠杆菌，并获得表达。这里的表达是指该基因在大肠杆菌入大肠杆菌，并获得表达。这里的表达是指该基因在大肠杆菌内（）内（）A.A.能进行

15、能进行DNADNA复制复制 B.B.能进行转录和翻译能进行转录和翻译C.C.能合成生长素抑制因子能合成生长素抑制因子 D.D.能合成人的生长激素能合成人的生长激素4.4.下列说法正确的是（）下列说法正确的是（）A.A.基因表达载体的构建方法是一致的基因表达载体的构建方法是一致的 B.B.标记基因也叫做抗生素基因标记基因也叫做抗生素基因C.C.显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法胞的方法D.D.大肠杆菌是常用的微生物受体大肠杆菌是常用的微生物受体C CD D5.5.目前科学家把兔子血红蛋白基因导入到大肠杆菌目前科学家把兔子血红蛋

16、白基因导入到大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列哪一项不是这一先进技术的理论依据（下列哪一项不是这一先进技术的理论依据（）A.A.所有生物共用一套遗传密码子所有生物共用一套遗传密码子B.B.基因能控制蛋白质的合成基因能控制蛋白质的合成C.C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌兔子血红蛋白基因与大肠杆菌DNADNA都是由四种脱都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则D.D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先D D谢谢合作！课后延伸训练课后延伸训练 1-5

17、D D C B D1-5 D D C B D6.6.（1 1）从基因文库中提取和从基因文库中提取和 人工合成目的基因人工合成目的基因 TiTi质粒质粒 （2 2）限制性核酸内切酶）限制性核酸内切酶 A A （3 3）DNADNA连接酶连接酶 重组重组DNA DNA （4 4）感染）感染 全能全能 筛选筛选 （5 5）C C （6 6）抗病性状）抗病性状7.7.（1 1）转化；农杆菌转化法；）转化；农杆菌转化法；（2 2）目的基因插入了受体生物细胞的染色体）目的基因插入了受体生物细胞的染色体DNADNA上上 DNADNA分子杂交技术；分子杂交技术；（3 3）DNADNA（基因）（基因）RNARN

18、A蛋白质蛋白质 基因突变基因突变 （4 4）Ca2+Ca2+；感受态。；感受态。8.(1)8.(1)限制酶和限制酶和DNADNA连接酶连接酶 (2)(2)具有标记基因具有标记基因;能在宿主细胞中复制并能在宿主细胞中复制并稳定保存稳定保存 (3)(3)卡那霉素卡那霉素 (4)(4)放射性同位素放射性同位素(或荧光分子或荧光分子)标记的抗虫基因标记的抗虫基因 (5)(5)非转基因植株非转基因植株 31 31 1001009.(1)PCR DNA9.(1)PCR DNA复制复制 DNADNA解旋解旋 (2)(2)氢氢 解旋酶解旋酶 (3)4(3)4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 (4)(4)显微注射显微注射 (5)(5)农杆菌转化法农杆菌转化法 让害虫吞食转基因棉花的叶子让害虫吞食转基因棉花的叶子,观察害观察害虫的存活情况虫的存活情况,以确定性状以确定性状