基因工程的基本操作程序《动画》上

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1、DUCK179制 作 基 因 工 程 的 基 本 操 作 程 序 一 、 目 的 基 因 的 获 取 目 的 基 因 主 要 是 _编 码 蛋 白 质 的 基 因请 举 出 三 个 以 上 的 例 子 获 取 目 的 基 因 的 常 用 方 法 有 哪 些 ?1、 从 基 因 文 库 中 获 取 (从 自 然 界 已 有 物 种 分 离 )2、 利 用 PCR技 术 扩 增3、 人 工 合 成请 阅 读 P8、 9第 一 和 二 两 段 什 么 叫 基 因 文 库 ？ 将 含 有 某 种 生 物 不 同 基 因 的 许 多DNA片 断 ， 导 入 到 中 ，各 个 受 体 菌 分 别 含 有

2、这 种 生 物 的 不 同基 因 ， 该 受 体 菌 群 称 为 基 因 文 库（ 一 ） 从 基 因 文 库 中 直 接 获 取 （ 一 ） 从 基 因 文 库 中 直 接 获 取1.基 因 文 库 ： 概 念 见 P9。 的 受 体 菌 群 体2.基 因 文 库 的 分 类 :按 外 源 DNA片 段 的 来 源 分 类种类 基 因 组 文 库 ： 含 有 一 种 生 物 的 全 部 基 因部 分 基 因 文 库 ： 含 一 种 生 物 的 部 分 基 因 ， 如 ： cDNA文 库3.建 基 因 文 库 的 目 的为 了 在 不 知 目 的 基 因 序 列 的 情 况 下 ， 便 于 获

3、 得 所 需 的目 的 基 因 。 提 取 某 生 物全 部 DNA 用 适 当限 制 酶 切 割 许 多DNA片 段 与 载 体 连 接导 入 受 体 菌 群 该 生 物基 因 组 文 库（ 每 个 受 体 菌 含 有 一 段 不 同 的 DNA片 段 ）mRNA （ 某 一 发育 时 期 ）逆 转 录 酶杂 交 双 链核 酸 酶 H单 链 DNADNA聚 合 酶 双 链 DNA(cDNA)与 载 体 连 接导 入 受 体 菌 群 该 生 物cDNA文 库 1、 概 念 ： PCR全 称 为 _， 是 一 项 在 生 物 _复 制 _的 核 酸 合 成 技 术 。 又 叫 做 体 外 DNA

4、扩 增 技 术 。通 过 这 项 技 术 可 在 短 时 间 内 大 量 扩 增 目 的 基 因 聚 合 酶 链 式 反 应体 外 特 定 DNA片 段2、 原 理 ： DNA复 制（ 二 ） 利 用 PCR技 术 扩 增 目 的 基 因 四 种 脱 氧 核 苷 酸 (dNTP) 一 对 引 物 ：热 稳 定 DNA聚 合 酶 (Taq酶 ）模 板 DNA( 需 含 有 目 的 基 因 ) 一 对 寡 核 苷 酸 序 列 ： 与 目 的 基 因的 起 始 段 互 补一 段 已 知 的 目 的 基 因 序 列 ， 以 便 根 据 这一 序 列 合 成 引 物温 度 控 制 5/ 3/GG TC3

5、/ 5/GACC5/ 3/引 物 GG 变 性复 性延 伸1、 变 性 (90 -95 )： 目 的 基 因 DNA受 热 变 性 ， 解 链 为 单 链 ；2.复 性 （ 55-60 ） ： 引 物 与 两 条 单 链 通 过 碱 基 互 补 配 对 原 则 结 合 ；3.延 伸 （ 70-75 ） ： 在 DNA聚 合 酶 （ Taq酶 ） 作 用 下 ， 从 5端3端 进 行 延 伸 。 5/3/AG引 物 利 用 PCR技 术 扩 增 目 的 基 因 （ 动 画 演 示 ） PCR技 术 扩 增 过 程a、 DNA （ 90 -95 ） ： 双 链 DNA模 板 在 热 作 用 下 ，

6、 断 裂 ， 形 成 _ b、 复 性 （ 55 -60 ） ： 系 统 温 度 降 低 ， 引 物 与 DNA模 板 结 合 ， 形 成 局 部 _。 c、 延 伸 （ 70 -75 ） ： 在 TaqDNA聚 合 酶 的 作用 下 ， 从 引 物 的 _延 伸 ， 合 成 与模 板 互 补 的 _。 氢 键 单 链 DNA双 链DNA链 5端 3端 DNA合 成 仪推测 推测 合成 ： 使 目 的 基 因 在 受 体 细 胞 中， 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 。 核 心目 的 基 因 1.用 一 定 的 _切 割

7、 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 ， 形 成 了 一 个 重 组 DNA分 子 （重 组 质 粒 ）限 制 酶黏 性 末 端同 一 种 限 制 酶的 黏 性 末 端切 口DNA连 接 酶 相 同 质 粒目 的 基 因限 制 酶 DNA连 接 酶重 组 DNA基 因 表 达 载 体 的 构 建 基 因 表 达 载 体 的 构 建 核 心质 粒 DNA分 子一 个 切 口两 个 黏 性 末 端 两 个 切 口获 得 目 的 基 因DNA

8、连 接 酶重 组 DNA分 子 （ 重 组 质 粒 ）同 一 种 限 制 酶 科 学 家 在 培 育 抗 虫 棉 时 ， 经 过 了 许 多 复 杂 的 过 程 和 不懈 的 努 力 ， 才 获 得 成 功 。 起 初 把 苏 云 金 芽 孢 杆 菌 的 抗 虫 基 因 插 入 载 体 质 粒 中 ，然 后 导 入 棉 花 的 受 精 卵 中 ， 结 果 抗 虫 基 因 在 棉 花 体 内 没 有表 达 。 然 后 在 插 入 抗 虫 基 因 的 质 粒 中 插 入 启 动 子 (抗 虫 基 因首 端 )， 导 入 棉 花 受 精 卵 ， 长 成 的 棉 花 植 株 还 是 没 有 抗 虫能

9、力 。 科 学 家 又 在 有 启 动 子 、 抗 虫 基 因 的 质 粒 中 插 入 终 止子 (抗 虫 基 因 末 端 )， 导 入 棉 花 受 精 卵 ， 结 果 成 长 的 植 株 ，有 了 抗 虫 能 力 。 a、 目 的 基 因b、 启 动 子c、 终 止 子d、 标 记 基 因e 、 复 制 原 点 它 们 各 自 的 作用 是 什 么 ? 启 动 子 ： 位 于 基 因 的 首 端 的 一 段 特 殊 的 DNA片 断 ， 是 RNA聚 合 酶 识 别 和 结 合 的 部 位 ， 有 了它 才 能 驱 动 基 因 转 录 出 mRNA， 终 获 得 蛋 白 质调 节 基 因操

10、纵 基 因 结 构 基 因 RNA聚 合 酶 半 乳 糖 苷 酶 酶 酶 A聚 合 酶启 动 子RNA聚 合 酶DUCK179制 作 终 止 子 ： 位 于 基 因 的 尾 端 的 一 段 特 殊 的 DNA片 断 ， 能 终 止 mRNA的 转 录的 作 用 :是 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 DUCK179制 作 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 ： 双 、 裸基 因 枪 法 ： 单花 粉 管 通 道 法显 微

11、注 射 法感 受 态 细 胞目 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 ： 农 杆 菌 转 化 法（ 1） 农 杆 菌 介 绍 ：（ 2） 原 理 及 适 用 范 围 2、 导 入 动 物 细 胞（ 1） 方 法 ： 显 微 注 射 法（ 2） 程 序 ：3、 导 入 微 生 物 细 胞（ 1） 原 核 生 物 特 点 ： 繁 殖 快 、 单 细 胞 、 遗 传 物 质 少（ 2） 方 法 ： 提 纯 含 目 的 基 因 表 达 载 体 取 卵 （ 受 精 卵 ） 显

12、 微 注 射 受 精 卵 移 植 新 性 状 动 物用 Ca 2+处 理 细 胞 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分 子 检 查 是 否 成 功检 测 鉴 定 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 质抗 虫 鉴 定 、 抗 病 鉴 定 、 活 性 鉴 定 等方 法 方 法 方 法 DNA分 子 杂 交分 子 杂 交 （ 注 意 与 上 不 同 之 处 ）抗 原 抗

13、体 杂 交 DUCK179制 作 DNA分 子 杂 交 示 意 图 采 用 一 定 的 技 术 手 段 ， 将 两 种 生 物 的 DNA分 子 的单 链 放 在 一 起 ， 如 果 这 两 个 单 链 具 有 互 补 的 碱 基 序 列 ，那 么 ， 互 补 的 碱 基 序 列 就 会 结 合 在 一 起 ， 形 成 杂 合 双链 区 （ 杂 交 带 ） ； 在 没 有 互 补 碱 基 序 列 的 部 位 ， 仍 然是 两 条 游 离 的 单 链 。 P 15思 考 与 探 究 基 因 探 针 标 记 的 、 单 链 基 因 片 段 知 识 点 一 ： 1.原 核 细 胞 的 基 因 结 构

14、非 编 码 区 非 编 码 区编 码 区编 码 区 上 游 编 码 区 下 游 与 RNA聚 合 酶 结 合 位 点启 动 子 终 止 子启 动 子 ： 位 于 基 因 首 端 一 段 能 与 RNA聚 合 酶 结 合 并 能 起始 mRNA合 成 的 序 列 。 没 有 启 动 子 ， 基 因 就 不 能 转 录 。终 止 子 ： 位 于 基 因 的 尾 端 的 一 段 特 殊 的 DNA片 断 ， 它 能阻 碍 RNA聚 合 酶 的 移 动 ， 并 使 其 从 DNA模 板 链 上 脱 离 下 来 ，使 转 录 终 止 。RNA聚 合 酶 :能 够 识 别 启 动 子 上 的 结 合 位

15、点 并 与 其 结 合的 一 种 蛋 白 质 .(以 模 板 转 录 然 后 脱 落 ) 不 能 转 录 为 信 使 RNA， 不 能 编 码 蛋 白 质 。： 能 转 录 相 应 的 信 使 RNA， 能 编 码 蛋 白 质 编 码 区非 编 码 区原 核细 胞的 基 因结 构 有 调 控 遗 传 信 息 表 达 的 核 苷 酸 序 列 ， 在 该 序 列 中 ， 最 重 要 的 是 位 于 编 码 区 上 游 的 RNA聚 合 酶 结 合 位 点 。非 编 码 区 非 编 码 区编 码 区编 码 区 上 游 编 码 区 下 游 启 动 子 终 止 子 编 码 区非 编 码 区 非 编 码

16、区与 RNA聚 合 酶结 合 位 点 内 含 子 外 显 子 能 够 编 码 蛋 白 质 的 序 列 叫 做 外 显 子 不 能 够 编 码 蛋 白 质 的 序 列 叫 做 内含 子启 动 子 终 止 子编 码 区 上 游 编 码 区 下 游 内 含 子 ： 外 显 子 ： 知 识 点 一 ： 2.真 核 细 胞 的 基 因 结 构 真 核细 胞的 基 因结 构 编 码 区非 编 码 区 外 显 子 ： 能 编 码 蛋 白 质 的 序 列内 含 子 ： 不 能 编 码 蛋 白 质 的 序 列： 有 调 控 作 用 的 核 苷 酸 序 列 ， 包 括 位 于 编 码 区 上 游 的 RNA 聚 合 酶 结 合 位 点 等 。 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 细 胞 与 真 核 细 胞 的 基 因 结 构 比 较思 考 编 码 相 同 数 目 氨 基 酸 的 蛋 白 质 ， 原 核细 胞 与 真 核 细 胞 基 因 结 构 一 样 长 吗 ？连 续 不 连 续编 码 区非 编 码 基 因 文 库 的 构 建 模 式 图通 过 对受 体 菌的 培 养 而储 存 基 因 DUCK179制 作