基因工程的操作過程

1、上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁學學業(yè)業(yè)分分層層測測評評當當堂堂即即時時達達標標知知識識點點一一知知識識點點二二知知識識點點三三上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁補充：補充：1.1.原核細胞的基因結(jié)構(gòu)原核細胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游編碼區(qū)下游 與與RNARNA聚合酶結(jié)合位點聚合酶結(jié)合位點啟動子啟動子終止子終止子啟動子：啟動子：位于基因首端一段能與位于基因首端一段能與RNARNA聚合酶結(jié)合并能起聚合酶結(jié)合并能起始始mRNAmRNA合成的序列。沒有啟動子，基因就不能轉(zhuǎn)錄。合成的序列。沒有啟動子，基因就不能轉(zhuǎn)錄。終止子：終止

2、子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片斷，它能片斷，它能阻礙阻礙RNARNA聚合酶的移動，并使其從聚合酶的移動，并使其從DNADNA模板鏈上脫離下來，模板鏈上脫離下來，使轉(zhuǎn)錄終止。使轉(zhuǎn)錄終止。RNARNA聚合酶聚合酶: :能夠識別啟動子上的結(jié)合位點并與其結(jié)能夠識別啟動子上的結(jié)合位點并與其結(jié)合的一種蛋白質(zhì)合的一種蛋白質(zhì).(.(以模板轉(zhuǎn)錄然后脫落以模板轉(zhuǎn)錄然后脫落) )上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁不能轉(zhuǎn)錄為信使不能轉(zhuǎn)錄為信使RNARNA，不能，不能 編碼蛋白質(zhì)。編碼蛋白質(zhì)。：能轉(zhuǎn)錄相應的信使：能轉(zhuǎn)錄相應的信使RNARNA，能，能 編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì) 編

3、碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)原核原核細胞細胞的的 基因基因結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)有調(diào)控遺傳信息表達的核有調(diào)控遺傳信息表達的核 苷酸序列，在該序列中，苷酸序列，在該序列中， 最重要的是位于編碼區(qū)上最重要的是位于編碼區(qū)上 游的游的RNARNA聚合酶結(jié)合位點。聚合酶結(jié)合位點。非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游編碼區(qū)下游 啟動子啟動子終止子終止子上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與與RNARNA聚合酶聚合酶結(jié)合位點結(jié)合位點內(nèi)含子內(nèi)含子 外顯子外顯子 能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子 不能夠編碼蛋白質(zhì)

4、的序列叫做內(nèi)含子不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子啟動子啟動子終止子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游編碼區(qū)下游 內(nèi)含子：內(nèi)含子： 外顯子：外顯子： 補充：補充：2.2.真核細胞的基因結(jié)構(gòu)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁真核真核細胞細胞的的 基因基因結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)外顯子：能編碼蛋白質(zhì)的序列外顯子：能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列：有調(diào)控作用的核苷酸序列，：有調(diào)控作用的核苷酸序列， 包括位于編碼區(qū)上游的包括位于編碼區(qū)上游的RNARNA 聚合酶結(jié)合位點等。聚合酶結(jié)合位點等。非編碼序列：非編碼序列： 包括非編

5、碼區(qū)和內(nèi)含子包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁原核細胞原核細胞真核細胞真核細胞不同點不同點編碼區(qū)是編碼區(qū)是_的的編碼區(qū)是間隔的、編碼區(qū)是間隔的、_的的相同點相同點都由能夠編碼蛋白質(zhì)的都由能夠編碼蛋白質(zhì)的_和具和具有調(diào)控作用的有調(diào)控作用的_區(qū)組成的區(qū)組成的原核細胞與真核細胞的基因結(jié)構(gòu)比較原核細胞與真核細胞的基因結(jié)構(gòu)比較思考思考編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質(zhì)，原核編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質(zhì)，原核細胞與真核細胞基因結(jié)構(gòu)一樣長嗎？細胞與真核細胞基因結(jié)構(gòu)一樣長嗎？連續(xù)連續(xù)不連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼非編碼上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁1下列關(guān)于基因結(jié)構(gòu)的認識中，正確的是

6、下列關(guān)于基因結(jié)構(gòu)的認識中，正確的是 （ ）A大豆基因中內(nèi)含子是能夠編碼蛋白質(zhì)的序列大豆基因中內(nèi)含子是能夠編碼蛋白質(zhì)的序列B乳酸菌與酵母菌基因結(jié)構(gòu)中都存在外顯子和內(nèi)含子乳酸菌與酵母菌基因結(jié)構(gòu)中都存在外顯子和內(nèi)含子C大腸桿菌基因與大腸桿菌基因與RNA聚合酶結(jié)合位點位于編碼區(qū)的下游聚合酶結(jié)合位點位于編碼區(qū)的下游D水稻細胞基因的編碼區(qū)中存在非編碼序列水稻細胞基因的編碼區(qū)中存在非編碼序列2（多選）原核細胞與真核細胞基因結(jié)構(gòu)的共同特點是（多選）原核細胞與真核細胞基因結(jié)構(gòu)的共同特點是 （ ）A編碼區(qū)都有能編碼蛋白質(zhì)的序列編碼區(qū)都有能編碼蛋白質(zhì)的序列B編碼區(qū)都是連續(xù)的編碼區(qū)都是連續(xù)的C非編碼區(qū)都能調(diào)控遺傳信息

7、的表達非編碼區(qū)都能調(diào)控遺傳信息的表達D非編碼區(qū)都有非編碼區(qū)都有RNA聚合酶結(jié)合的位點聚合酶結(jié)合的位點DACD上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁1 1、目的基因的獲取、目的基因的獲取2 2、基因表達載體的構(gòu)建、基因表達載體的構(gòu)建3 3、將目的基因?qū)胧荏w細胞、將目的基因?qū)胧荏w細胞4 4、目的基因的檢測與鑒定、目的基因的檢測與鑒定基因工程基本操作的四個步驟基因工程基本操作的四個步驟有了目的基因，我們才有了目的基因，我們才能賦予一種生物以另一能賦予一種生物以另一種生物的遺傳特性。種生物的遺傳特性。使目的基因在受體細胞使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并可

8、進行中穩(wěn)定存在，并可進行遺傳、表達和發(fā)揮作用遺傳、表達和發(fā)揮作用 載體進入受體細胞穩(wěn)定載體進入受體細胞穩(wěn)定表達，才能實現(xiàn)一種生表達，才能實現(xiàn)一種生物的基因在另一種生物物的基因在另一種生物中的轉(zhuǎn)化。中的轉(zhuǎn)化。 才能確定目的基因是否才能確定目的基因是否真正在受體細胞中穩(wěn)定真正在受體細胞中穩(wěn)定遺傳和正確表達。遺傳和正確表達。上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁( (一一) )、目的基因主要是、目的基因主要是_編碼蛋白質(zhì)的基因編碼蛋白質(zhì)的基因（二）、獲取目的基因的常用方法有哪些（二）、獲取目的基因的常用方法有哪些? ?1 1、從基因文庫中獲取、從基因文庫中獲取2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)擴增

9、技術(shù)擴增3 3、人工合成、人工合成如：與生物抗性相關(guān)的基因、與優(yōu)良品質(zhì)相關(guān)的基因、與生物藥如：與生物抗性相關(guān)的基因、與優(yōu)良品質(zhì)相關(guān)的基因、與生物藥物和保健品相關(guān)的基因、與毒物降解相關(guān)的基因、與工業(yè)用酶相物和保健品相關(guān)的基因、與毒物降解相關(guān)的基因、與工業(yè)用酶相關(guān)的基因、具調(diào)控作用的因子等。關(guān)的基因、具調(diào)控作用的因子等。上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁1 1、從基因文庫中獲取目的基因、從基因文庫中獲取目的基因（1 1）. .基因文庫基因文庫 將含有某種生物不同基因的許多將含有某種生物不同基因的許多DNADNA片斷，導入到受體片斷，導入到受體菌的群體中，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，

10、菌的群體中，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫。稱為基因文庫。種種類類基因組文庫：基因組文庫： 含有一種生物的含有一種生物的全部全部基因基因部分基因文庫：部分基因文庫：只包含了一種生物的只包含了一種生物的部分部分基因，基因， 如：如：cDNAcDNA文庫文庫上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁提取某種生物的提取某種生物的全部全部DNADNA用適當?shù)南拗泼该盖杏眠m當?shù)南拗泼该盖幸欢ù笮〉囊欢ù笮〉腄NADNA片段片段將將DNADNA片段與載體連接片段與載體連接重組載體重組載體基因組文庫基因組文庫導入受體菌中儲存導入受體菌中儲存（2 2）. .基因文庫的構(gòu)建方法基因文庫的構(gòu)建方

11、法基因組文庫的構(gòu)建基因組文庫的構(gòu)建上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁提取某種生物的提取某種生物的某器官某器官或或特定發(fā)育時期特定發(fā)育時期的的mRNAmRNA單鏈單鏈DNADNA雙鏈雙鏈cDNAcDNA片段片段重組載體重組載體與載體連接與載體連接cDNAcDNA文庫文庫反（逆）轉(zhuǎn)錄酶反（逆）轉(zhuǎn)錄酶DNADNA聚合酶聚合酶導入受體菌中儲存導入受體菌中儲存 cDNAcDNA文庫的構(gòu)建文庫的構(gòu)建-逆轉(zhuǎn)錄法：逆轉(zhuǎn)錄法： 上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁基因組基因組DNADNA文庫文庫cDNAcDNA文庫文庫基因組基因組DNADNA文庫與文庫與cDNAcDNA文庫的比較文庫的比較上一頁上一頁

12、返回首頁返回首頁下一頁下一頁某生物體內(nèi)全部某生物體內(nèi)全部DNADNA 許多許多DNADNA片段片段受體菌群體受體菌群體限制酶限制酶與運載體連接導入與運載體連接導入基因組文庫基因組文庫cDNAcDNA反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄受體菌群體受體菌群體與運載體連接導入與運載體連接導入部分基因文庫部分基因文庫（cDNA文庫）文庫）基因組基因組DNADNA文庫與文庫與cDNAcDNA文庫的比較文庫的比較某種生物某個時期的某種生物某個時期的mRNAmRNA上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁 真核生物的基因用逆轉(zhuǎn)錄法得到的真核生物的基因用逆轉(zhuǎn)錄法得到的cDNAcDNA與原基因相同嗎？有哪些差異？原核與原基因相同嗎？有

13、哪些差異？原核生物基因呢？生物基因呢？思考？思考？上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁DNA聚合酶聚合酶剪接有關(guān)的酶剪接有關(guān)的酶RNA聚合酶聚合酶mRNA前體前體mRNA單鏈單鏈DNAcDNA逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄剪接剪接逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復制復制終止子終止子基因基因不含不含非編非編碼系列碼系列。即不含即不含非非編碼區(qū)編碼區(qū)和和內(nèi)含子內(nèi)含子上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁基因組基因組DNADNA文庫與文庫與cDNAcDNA文庫的比較文庫的比較上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁（3 3）構(gòu)建基因文庫的目的）構(gòu)建基因文庫的目的 怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因呢怎樣從基因文庫中

14、得到我們所需的目的基因呢? ? 便于在便于在不知道目的基因核苷酸序列不知道目的基因核苷酸序列的情況下，獲得所需的目的基因。的情況下，獲得所需的目的基因。(4(4）從基）從基因文庫中因文庫中得到目的得到目的基因的方基因的方法法依據(jù)：目的基因的有關(guān)信息。依據(jù)：目的基因的有關(guān)信息。如：根據(jù)基因的核苷酸序列如：根據(jù)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(zhuǎn)錄產(chǎn)物基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNAmRNA 基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁1、構(gòu)建基因組、構(gòu)建基因組DNA文庫時，首先應分離細胞的文庫時，首先應分離細

15、胞的 A、染色體、染色體DNA B、線粒體、線粒體DNA C、總、總mRNA D、tRNA 2、目的基因可從基因文庫中獲得，下列有關(guān)基因文庫的、目的基因可從基因文庫中獲得，下列有關(guān)基因文庫的描述正確的是描述正確的是 A、某生物的全套基因就是一個基因文庫、某生物的全套基因就是一個基因文庫 B、將含有某種生物不同的許多、將含有某種生物不同的許多DNA片段，導入某個生片段，導入某個生物物 體內(nèi)，則這個生物就是一個基因文庫體內(nèi)，則這個生物就是一個基因文庫 C、含有一種生物所有基因的基因文庫叫做基因組文庫、含有一種生物所有基因的基因文庫叫做基因組文庫 D、含有一種生物的一部分基因的基因文庫叫、含有一種生

16、物的一部分基因的基因文庫叫cDNA文文庫庫AC上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁 概念：概念：PCRPCR全稱為全稱為_，是一項在生物，是一項在生物_復制復制_的核酸合成技術(shù)的核酸合成技術(shù) 條件：條件：_、_ _ 、 _ _ 、_原理：原理：_方式：以方式：以_方式擴增，即方式擴增，即_（n n為擴增循環(huán)的次數(shù)）為擴增循環(huán)的次數(shù)）結(jié)果：結(jié)果：多聚酶鏈式反應多聚酶鏈式反應體外體外特定特定DNADNA片段片段DNADNA復制復制已知基因的核苷酸序列已知基因的核苷酸序列（前提）（前提）四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸一對引物一對引物耐熱的耐熱的DNADNA聚合酶（聚合酶（TaqTaq酶）酶）指數(shù)指

17、數(shù)2 2n n使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)擴增目的基因技術(shù)擴增目的基因上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁過程：過程：a a、DNADNA變性變性（90-9590-95）：雙鏈）：雙鏈DNADNA模板模板 在熱作用下，在熱作用下，_斷裂，形成斷裂，形成_b b、退火、退火（復性（復性55-6055-60）：系統(tǒng)溫度降低，引）：系統(tǒng)溫度降低，引 物與物與DNADNA模板結(jié)合，形成局部模板結(jié)合，形成局部_。 c c、延伸、延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，從酶的作用下，從 引物處延

18、伸，合成與模板互補的引物處延伸，合成與模板互補的_ _。 氫鍵氫鍵單鏈單鏈DNADNA雙鏈雙鏈DNADNA鏈鏈上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁具體過程：具體過程：上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁2（2n-1）(n為循環(huán)次數(shù)為循環(huán)次數(shù))（24-1）2=30上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁3 3、人工合成的目的基因、人工合成的目的基因上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁目的基因 首端 RNA聚合酶 mRNA 終止子 尾端 轉(zhuǎn)錄 鑒別 目的基因 上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁遺傳 表達 目的基因 維持穩(wěn)定 表達 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 裸子 上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁單子葉植物 顯微注射 受精卵 上一頁上一頁返回首頁返回首頁下一頁下一頁