基因工程基本步骤

基因工程的基本操作程序

自主学习（理知识，固基础）

基

因

工

程

的

基

本

操

作

程

序

主

要

包

括

四

个

步

骤： 、 、 、 。 学点一、目的基因的获取：

1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的 。也可以是一些具有 的因子。 2．获取目的基因的方法 (1)从基因文库中获取目的基因

①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多 ，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。 ②种类

基因组文库：含有一种生物的 基因。

部分基因文库：含有一种生物的 基因，如cDNA文库。 ③目的基因的获取依据：

根据基因的有关信息：基因的 序列、基因在 上的位置、基因的 产物mRNA、基因的翻译产物蛋白质等特性获取目的基因。

(2)利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR含义：是一项在生物体外 特定DNA片段的核酸合成技术。 ②PCR原理：DNA 。

③条件：有一段已知目的基因的 序列，以便根据这一序列合成 。

④过程：目的基因DNA受热形成 ，与 结合，然后在_____ ____的作用下进行延伸形成DNA。

⑤方式：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成 扩增=2(n为扩增循环的次数)。 (3)人工合成法：如果 ， 已知，可以通过 用化学方法人工合成。

学点二、

基因表达载体的构建──基因工程的核心

1．表达载体的组成： + + + 等。

2．启动子：位于基因的 ，它是 和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA，最终获得所需的 。

3．终止子：也是一段有特殊结构的 ，位于基因的 ，终止 。

4．标记基因：鉴别受体细胞是否含有目的基因，从而将 筛选出来。常用的标记基因是 。

5．表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中 ，并且 给下一代；同时使目的基因能够_ __和 作用。

6．不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。 学点三、将目的基因导入受体细胞

(一)转化的概念：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内 和 过程。

n

(二) 常用的转化方法： 1．将目的基因导入植物细胞 (1)农杆菌转化法

①农杆菌特点：易感染 植物和裸子植物，对____ ___植物没有感染力；Ti质粒的 可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 ②转化过程：目的基因插人

农杆菌→导入

植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 (2)基因枪法

基因枪法：是 植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。 (3)花粉管通道法

花粉管通道法：这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法（我的的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的）。植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。花粉管通道法就是在植物进入受体细胞。

2．将目的基因导入动物细胞 (1)方法：显微注射技术。

(2)操作程序：目的基因表达载体 →取卵(受精卵) →显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到__ __性动物的_____ __内发育→新性状动物。 3．将目的基因导入微生物细胞

(1)原核生物特点： 、多为 、 相对较少等。

(2)大肠杆菌最常用的转化方法是： 处理细胞→ 细胞→表达载体与感受态细胞混合→ ___ __ 细胞吸收DNA分子。 学点四、目的基因的检测与鉴定 1．检测

①．首先要检测 ，方法是采用 ②其次还要检测 ，方法是采用 。

③最后检测 ，方法是从转基因生物中提取 ，用相应的 进行 。 2．鉴定：进行 的鉴定。如 互动探究（释疑惑，升能力） 探点一、目的基因的获取 问题1．基因的结构是怎样的？ 探究：

受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助

问题2．为什么要构建基因文库？直接从含有目的基因的生物体内提取不行吗？

问题 3．基因组文库和cDNA文库的主要区别是什么？ 探究：

文库类型 文库大小 基因中启动子(具有启动作用的DNA片段) 基因中内含子(位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段) 基因多少 物种间的基因交流[来源:学&科&网] 问题4．PCR技术与DNA复制有何异同？ 探究： 比较项目 不 同 点 相同点 探究：

探点二、基因表达载体的构建

场所 解旋 酶 引物 合成子链 温度 特点 循环次数 产物 DNA复制 cDNA文库 基因组文库 PCR技术 问题．基因表达载体的构建需要哪些工具酶，如何将目的基因与运载体连接起来形成重组DNA分子（以质粒为运载体）？

问题4．将目的基因与载体混合并用DNA连接酶处理后，会出现几种结果，怎样从中筛选处所需要重组质粒？

问题5．启动子与起始密码子，终止子与终止密码子是否相同，如不同有何区别？ 探究：

探点三、将目的基因导入受体细胞

问题1．将目的基因直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？

问题2．根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理，你能分析出农杆菌不能将目的基因导入单子叶植物的原因吗？若想将一个抗病基因导入单子叶植物，如小麦，从理论上说，你应该如何做？

问题3．培育转基因动物时，受体细胞能否采用动物体细胞，为什么采用受精卵？

问题4．利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，联系前面有关细胞器功能的知识，结合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆菌吗？

问题5．比较将目的基因导入受体细胞方法？

生物种类 常用方法 受体细胞 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 转化过程 探点四、目的基因的检测与鉴定

问题1．为什么要有“目的基因检测与鉴定”这一步？

问题2．目的基因的检测内容和方法的比较 类型 步骤 检测内容 分子 检测 第一步 第二步 第三步 目的基因是否进入受体细胞 目的基因是否转录出mRNA 目的基因是否翻译出蛋白质 方法 结果显示 是否成功显示出杂交带 是否成功显示出杂交带 是否成功显示出杂交带 个体水 平鉴定 问题3．试分析真核生物的基因导入细菌细胞后，不能正常发挥功效的可能原因

问题4． 什么叫DNA分子杂交技术？DNA分子杂交的原理是什么？

考点1． 目的基因获取

1．以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类生活，请回答下列问题。 （1）获得目的基因的方法通常包括 、 和

（2）构建基因文库时需要对DNA分子进行切割和连接所使用的酶分别是 和 。