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第二节 基因工程的基本操作程序—上课版

发布时间:

复*导入
限制酶

主要存在于原核生物中 具有专一性(识别序列) 切开DNA分子的磷酸二酯键
实质 种类 E.coliDNA连接酶 T4 DNA连接酶 能在宿主细胞中自 我复制并稳定存在 具一个多个限制酶切位点 具标记基因

基因工程 的工具

DNA连 接酶

运载体

具备的 条件 类型

第二节 基因工程的基本操作程序 本节聚焦
1、阐明基因工程的基本操作程序

基因工程培育抗虫棉的简要过程:
苏*鹧 孢杆菌 提取 普通棉花(无抗虫特性) 与运载体DNA拼接 导入

抗虫基因

棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性)

基因工程的基本操作程序
? ? ? ? (1)目的基因的获取 (2)基因表达载体的构建 (3)将目的基因导入受体细胞 (4)目的基因的检测与鉴定

一、目的基因的获取(重难点)
1、目的基因:主要指的是编码蛋白质的结构基因,也 可以是一些具有调控作用的因子。 2、获取方法:
从基因文库中获取目的基因; 利用PCR技术扩增目的基因; 反转录法 人工合成目的基因

化学合成方法
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二、基因表达载体构建 —— 核心
1.过程: 限制酶 切割 用一定的_________ 质粒,使其出现一个切 黏性末端 。 口,露出____________ 同一种限制酶切断目 用_____________ 的基因,使其产生_____ 相同的黏性末端 ____________ 。 切口处, 将切下的目的基因片段插入质粒的______ DNA连接酶 再加入适量___________ ,形成了一个重组 DNA分子(重组质粒)

二、基因表达载体的构建——基因工程的核心 目的:1、使目的基因在受体细胞中稳定存在,且可以遗传给
下一代, 2、使目的基因能够表达和发挥作用。

组成:
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,最终 获得蛋白质,但启动子本身不被转录

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

标记基因:
鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将有目的基因 的细胞筛选出来

注意:由于受体细胞有植物、动物和微生物之分,

以及目的基因导入受体细胞的方法不同,重组DNA
分子在构建上也会有所差别,不可能千篇一律。

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三、将目的基因导入受体细胞
受体细胞 内,并且在 转化 — 目的基因进入_________ 受体细胞内维持_____ 稳定 和_____ 表达 的过程
农杆菌转化法

① 将目的基因导入植物细胞
方法

基因枪法 花粉管通道法

② 将目的基因导入动物细胞

显微注射法

① 将目的基因导入微生物细胞 感受态细胞
返回

受体生物 受体细胞

植物
受精卵 体细胞 基因枪法

动物
受精卵 显微注 射技术

微生物
细胞/个体 用Ca2+处理成 感受态细胞

导入方法 农杆菌转化法
花粉管通道法

采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导入目的基因的作法正确 的是( ) A.将毒素蛋白注射到受精卵中 B.将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,导入细菌,用该细 菌感染棉的体细胞,再进行组织培养 C.将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,注射到棉的子房并 进入受精卵 返回 D.将编码毒素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中

四、目的基因的检测与鉴定
意义:检查基因工程是否做成功的第一步

? 分子水*检测
–是否插入目的基因 –是否转录 –是否翻译

? 个体水*检测

返回

科学家通过基因工程,将苏*鹧挎吒司腂t毒蛋白基因转入到普通棉株细胞 内,并成功的实现了表达.从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。 其过程大致如下图所示

(1)基因工程的操作程序主要包括四个步骤是 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 、 目的基因的检测与表达 。 (2)获取Bt毒蛋白基因的方法一般有 从基因文库中获取 、 化学合成法 等. (3)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒,其上有T-DNA,把目的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用了T-DNA的 可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上 特 点。Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程,在基因工程中称 转化 为 。 (4)将目的基因导人受体细胞的方法很多,在该题中涉及到的方法是 。
农杆菌转化法

科学家通过基因工程,将苏*鹧挎吒司腂t毒蛋白基因转入到普通棉株细胞 内,并成功的实现了表达.从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。 其过程大致如下图所示

限制酶和DNA连接酶

(5)在基因工程操作过程中,其核心是 基因表达载体的构建 ,这需要 酶。 一个基因表达载体的组成必须有 启动子、终止子、目的基因和标记基因 等。 (6)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键 是 目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA分子上 ,这需要通过检 测才能知道,检测采用的方法是 DNA 分子杂交技术 。若从个体水*来怎样检 测? 。

(2010· 江苏高考)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中 箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:
限制酶 BamHⅠ ↓ 识别序列及切 割位点 GGATCC CCTAGG ↑ ↓ AAGCTT TTCGAA ↑ HindⅢ EcoRⅠ ↓ GAATTC CTTAAG ↑ ↓ CCCGGG GGGCCC ↑ SmaⅠ

0,2 个游离的磷 (1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有________ 酸基团

限制酶

BamHⅠ
↓ ↓

HindⅢ

EcoRⅠ
↓ GAATTC ↓

SmaⅠ

识别序列及切

GGATCC

AAGCTT

CCCGGG

割位点

CCTAGG


TTCGAA


CTTAAG


GGGCCC


(2)若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳 高 定性越________ 。 (3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割, 原因是____________________________ 。 smaI会破坏质粒的抗性基因和目的基因

限制酶

BamHⅠ
↓ ↓

HindⅢ

EcoRⅠ
↓ GAATTC ↓

SmaⅠ

识别序列及切

GGATCC

AAGCTT

CCCGGG

割位点

CCTAGG


TTCGAA


CTTAAG


GGGCCC


(4)与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质 粒、外源DNA的优点在于可以防止 质粒和目的基因自身环化 。 (5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入 ________ DNA连接 酶。 鉴别和筛选含有目的基因

(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 的受体细胞






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