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歡迎進(jìn)入生物課堂 1 2基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 目的基因的獲取 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 操作過程 目的基因的檢測(cè)與鑒定 目的基因主要是指 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 目的基因的獲取 即 將需要的基因從供體生物細(xì)胞內(nèi)提取出來 目前被廣泛提取使用的目的基因有 蘇云金桿菌抗蟲基因 植物抗病基因 抗病毒 抗細(xì)菌 人胰島素基因等 1 從基因文庫(kù)中獲取目的基因 1 什么是基因文庫(kù) 2 怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因 獲得目的基因的方法 2 2 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因3 人工合成 含有一種生物的全部基因 含有一種生物的部分基因 根據(jù)基因的有關(guān)信息 如基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA 1 用一定的 切割質(zhì)粒 使其出現(xiàn)一個(gè)切口 露出 2 用 切斷目的基因 使其產(chǎn)生 核心 3 將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的 處 再加入適量 形成了一個(gè)重組DNA分子 重組質(zhì)粒 限制酶 黏性末端 同一種限制酶 的黏性末端 切口 DNA連接酶 相同 二 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 核心 質(zhì)粒 DNA分子 一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端 兩個(gè)切口獲得目的基因 DNA連接酶 重組DNA分子 重組質(zhì)粒 同一種限制酶 目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合過程 實(shí)際上是不同來源的基因重組的過程 科學(xué)家在培育抗蟲棉時(shí) 經(jīng)過了許多復(fù)雜的過程和不懈的努力 才獲得成功 起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因插入載體質(zhì)粒中 然后導(dǎo)入棉花的受精卵中 結(jié)果抗蟲基因在棉花體內(nèi)沒有表達(dá) 然后在插入抗蟲基因的質(zhì)粒中插入啟動(dòng)子 抗蟲基因首端 導(dǎo)入棉花受精卵 長(zhǎng)成的棉花植株還是沒有抗蟲能力 科學(xué)家又在有啟動(dòng)子 抗蟲基因的質(zhì)粒中插入終止子 抗蟲基因末端 導(dǎo)入棉花受精卵 結(jié)果成長(zhǎng)的植株 有了抗蟲能力 資料 基因表達(dá)載體的組成 目的 使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在 并且可以遺傳給下一代 同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 常用的受體細(xì)胞 動(dòng)植物細(xì)胞 大腸桿菌 土壤農(nóng)桿菌 枯草桿菌等 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理 借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑 轉(zhuǎn)化 目的基因進(jìn)入 內(nèi) 并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持 和 的過程 受體細(xì)胞 穩(wěn)定 表達(dá) 方法 導(dǎo)入植物細(xì)胞 導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞 導(dǎo)入微生物細(xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 基因槍法 花粉管通道法 顯微注射法 感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 四 目的基因的檢測(cè)與鑒定 檢查是否成功 檢測(cè) 鑒定 檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因 檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA 檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 抗蟲鑒定 抗病鑒定 活性鑒定等 方法 方法 方法 DNA分子雜交 DNA分子雜交 抗原 抗體雜交 PCR技術(shù) 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 原理 前提 條件 PCR擴(kuò)增儀 DNA雙鏈復(fù)制的基本原理 一段已知目的基因的核苷酸序列 四種脫氧核苷酸 一對(duì)引物 熱穩(wěn)定DNA聚合酶 Taq酶 DNA的兩條鏈為模板 溫度控制 細(xì)胞核 只有DNA的一條鏈 四種核糖核苷酸 RNA聚合酶 ATP A UC GT AG C 細(xì)胞核 DNA的兩條鏈 四種脫氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 ATP A TC GT AG C 兩個(gè)雙鏈DNA分子 一條單鏈mRNA 邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄 變性 1 目的基因DNA受熱變性 解鏈 2 引物與單鏈互補(bǔ)結(jié)合 3 合成鏈在DNA聚合酶作用下進(jìn)行延伸 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 PCR技術(shù)擴(kuò)增過程 a DNA變性 90 95 雙鏈DNA模板在熱作用下 斷裂 形成 b 復(fù)性 55 60 系統(tǒng)溫度降低 引物與DNA模板結(jié)合 形成局部 c 延伸 70 75 在Taq酶的作用下 從引物的5 端 3 端延伸 合成與模板互補(bǔ)的 氫鍵 單鏈DNA 雙鏈 DNA鏈 目的基因的mRNA 單鏈DNA cDNA 雙鏈DNA 即目的基因 反轉(zhuǎn)錄 合成 1 反轉(zhuǎn)錄法 以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板 反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA 然后在酶的作用下合成雙鏈DNA 從而獲得所需的基因 蛋白質(zhì)的氨基酸序列 mRNA的核苷酸序列 結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 目的基因 推測(cè) 推測(cè) 化學(xué)合成 2 根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法 2 微生物作受體細(xì)胞原因 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 3 轉(zhuǎn)化方法 大腸桿菌 繁殖快 多為單細(xì)胞 遺傳物質(zhì)相對(duì)少 處理細(xì)胞 細(xì)胞 表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合 細(xì)胞吸收DNA分子 Ca2 感受態(tài) 感受態(tài) 1 常用菌 目的基因插入Ti質(zhì)粒的T DNA上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的染色體上目的基因的遺傳特性得以維持穩(wěn)定和表達(dá) 1 農(nóng)桿菌特點(diǎn) 易感染雙子葉植物和裸子植物 Ti質(zhì)粒的T DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞的染色體上 2 轉(zhuǎn)化 如果顯示出雜交帶 就表明待測(cè)樣品含有目的基因或目的基因已經(jīng)轉(zhuǎn)錄 1 下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容 正確的組合是 2 下列屬于獲取目的基因的方法的是 利用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成 從基因組文庫(kù)中提取 從受體細(xì)胞中提取 利用PCR技術(shù) 利用DNA轉(zhuǎn)錄 人工合成A B C D 3 細(xì)菌的質(zhì)粒分子帶有一個(gè)抗菌素抗性基因 該抗性基因在基因工程中的主要作用是A 提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性B 有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入進(jìn)行檢測(cè)C 增加質(zhì)粒分子的分子量D 便于與外源基因連接4 有關(guān)基因工程的敘述正確的是A 限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用B 重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的C 質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體D 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料 5 哪項(xiàng)不是基因表達(dá)載體的組成部分 A 啟動(dòng)子B 終止密碼C 標(biāo)記基因D 目的基因6 下列哪項(xiàng)不是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法 A 基因槍法B 顯微注射法C 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D 花粉管通道法 胰島素是治療糖尿病的特效藥 長(zhǎng)期以來只能依靠從豬 牛等動(dòng)物的胰腺中提取 100Kg胰腺只能提取4 5g的胰島素 其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知 假如讓你用基因工程的方法使大腸桿菌生產(chǎn)出人的胰島素 想一想 如何設(shè)計(jì) 嘗試設(shè)計(jì) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全