生物選修三第一章基因工程的原理和技術(shù)

1、 第一章第一章 基因工程基因工程第二節(jié)第二節(jié) 基因工程的原理和技術(shù)基因工程的原理和技術(shù)基因工程的基本原理基因工程的基本原理：讓人們感興趣的基讓人們感興趣的基因（目的基因）在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定和因（目的基因）在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定和高效表達(dá)。高效表達(dá)?；蚬こ痰幕静僮鞑襟E：基因工程的基本操作步驟：1 1、獲得目的基因、獲得目的基因2 2、形成重組、形成重組dnadna分子分子3 3、將重組、將重組dnadna分子導(dǎo)入受體細(xì)胞分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4 4、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞5 5、目的基因的表達(dá)、目的基因的表達(dá)一、目的基因的獲取一、目的基因的獲取1 1、目的基因主要是指、目的

2、基因主要是指_請舉出三個(gè)以上的例子請舉出三個(gè)以上的例子2 2、獲取目的基因的方法、獲取目的基因的方法-適用于目的基因的序列為未知的適用于目的基因的序列為未知的-適用于目的基因的序列為不是很大且已知的適用于目的基因的序列為不是很大且已知的獲取目的基因的方法獲取目的基因的方法1 1）鳥槍法：）鳥槍法：供體細(xì)胞中的供體細(xì)胞中的dnadna許多許多dnadna片段片段運(yùn)載體運(yùn)載體限制酶限制酶載入載入受體細(xì)胞受體細(xì)胞產(chǎn)生特定性狀產(chǎn)生特定性狀導(dǎo)入導(dǎo)入外源外源dnadna擴(kuò)增擴(kuò)增目的基因目的基因分離分離受體細(xì)胞受體細(xì)胞( (直接分離法直接分離法) )2 2）反轉(zhuǎn)錄法：）反轉(zhuǎn)錄法： 目的基因的目的基因的mrn

3、amrna單鏈單鏈dnadna雙鏈雙鏈dnadna( (即目的基因即目的基因) )反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄合成合成( (人工合成法人工合成法) )獲取目的基因的方法獲取目的基因的方法3 3）根據(jù)已知的氨基酸序列合成）根據(jù)已知的氨基酸序列合成dnadna法法 ：蛋白質(zhì)的氨基酸序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列mrnamrna的核苷酸序列的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列推測推測推測推測目的基因目的基因化學(xué)合成化學(xué)合成( (人工合成法人工合成法) )獲取目的基因的方法獲取目的基因的方法依據(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 基因的功能基因在

4、染色體上的位置基因的功能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mrna 基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性?；蚍g產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性。一、目的基因的獲取一、目的基因的獲取1 1、目的基因主要是指、目的基因主要是指_請舉出三個(gè)以上的例子請舉出三個(gè)以上的例子2 2、獲取目的基因的方法、獲取目的基因的方法-適用于目的基因的序列為未知的適用于目的基因的序列為未知的-適用于目的基因的序列為不是很大且已知的適用于目的基因的序列為不是很大且已知的pcrpcr是由美國科學(xué)家是由美國科學(xué)家穆利斯提出的一種穆利斯提出的一種體外體外簡化條件簡化條件下下模擬模擬dnadna體內(nèi)復(fù)制的體內(nèi)復(fù)制的dnadna快速擴(kuò)增快

5、速擴(kuò)增的方法，此技術(shù)的方法，此技術(shù)獲得獲得19931993年諾貝爾化學(xué)獎。年諾貝爾化學(xué)獎。(2)(2)利用利用pcrpcr技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增 概念：概念：pcrpcr全稱為全稱為_，是一項(xiàng)，是一項(xiàng) 在生物在生物_復(fù)制復(fù)制_的核酸合成技術(shù)的核酸合成技術(shù) 條件：條件：_、 _、_ _ 、 _._.前提條件：前提條件：原理：原理：_方式：方式：以以_方式擴(kuò)增，即方式擴(kuò)增，即_（n n為擴(kuò)增為擴(kuò)增循循 環(huán)的次數(shù)）環(huán)的次數(shù)）結(jié)果：結(jié)果：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外體外特定特定dnadna片段片段dnadna復(fù)制復(fù)制模板模板( (已知基因的核苷酸序列已知基因的核苷酸序列) )四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸

6、一對引物一對引物dnadna聚合酶聚合酶指數(shù)指數(shù)2 2n n使目的基因的片段在短時(shí)間內(nèi)成百萬倍地?cái)U(kuò)增使目的基因的片段在短時(shí)間內(nèi)成百萬倍地?cái)U(kuò)增必須對目的基因有一定的了解，必須對目的基因有一定的了解，需要設(shè)計(jì)引物需要設(shè)計(jì)引物過程：過程：a a、dnadna變性變性（90-9690-96）：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(fù)性復(fù)性25-6525-65）：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

7、的作用下，從 引物的引物的55端端33端端延伸，合成與模板互補(bǔ)延伸，合成與模板互補(bǔ) 的的_。 氫鍵氫鍵單鏈單鏈dnadna雙鏈雙鏈dnadna鏈鏈pcr原理原理pcr原理原理變性變性pcr原理原理退火退火pcr原理原理延伸延伸pcr原理原理變性變性pcr原理原理退火退火pcr原理原理延伸延伸pcr原理原理變性變性pcr原理原理復(fù)性復(fù)性pcr原理原理延伸延伸 pcrpcr反應(yīng)曲線反應(yīng)曲線 pcrpcr反應(yīng)曲線反應(yīng)曲線 理論上，理論上，pcrpcr反應(yīng)產(chǎn)物呈指數(shù)增長，但這種增長形式在擴(kuò)增反應(yīng)產(chǎn)物呈指數(shù)增長，但這種增長形式在擴(kuò)增25-3025-30個(gè)循環(huán)以后便放慢直至停止，達(dá)到反應(yīng)平臺。此時(shí)擴(kuò)增個(gè)循

8、環(huán)以后便放慢直至停止，達(dá)到反應(yīng)平臺。此時(shí)擴(kuò)增產(chǎn)物量不再隨循環(huán)次數(shù)的增加而呈指數(shù)增長。產(chǎn)物量不再隨循環(huán)次數(shù)的增加而呈指數(shù)增長。人工合成：若基因人工合成：若基因_，核苷酸序列又，核苷酸序列又 _ _ ，則可用此法。，則可用此法。較小較小已知已知用一定的用一定的_切割切割 質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切 口，露出口，露出_。用用_切斷目切斷目 的基因，使其產(chǎn)生的基因，使其產(chǎn)生_ _ _。2 2、形成重組、形成重組dnadna分子分子將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的_處，處， 再加入適量再加入適量_，形成了一個(gè)重組，形成了一個(gè)重組 dnadna分子（重組質(zhì)粒）分子

9、（重組質(zhì)粒）限制酶限制酶黏性末端黏性末端同一種限制酶同一種限制酶的黏性末端的黏性末端切口切口dnadna連接酶連接酶相同相同表達(dá)載體應(yīng)包括：表達(dá)載體應(yīng)包括：啟動子啟動子目的基因目的基因終止子終止子標(biāo)記基因標(biāo)記基因轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的終點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的終點(diǎn)3 3、將重組、將重組dnadna分子導(dǎo)入受體細(xì)胞分子導(dǎo)入受體細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胫参锛?xì)胞植物細(xì)胞方法方法將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)雱游锛?xì)胞動物細(xì)胞將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胛⑸锛?xì)胞微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法顯微注射法顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞基因工程的受體細(xì)胞有哪些？如何選擇

10、？基因工程的受體細(xì)胞有哪些？如何選擇？如何導(dǎo)入？如何導(dǎo)入？3. 不同受體細(xì)胞導(dǎo)入的方法不同：（1）植物細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法基因槍基因槍農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細(xì)菌，它能是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細(xì)菌，它能在自然條件下趨化性地在自然條件下趨化性地感染大多數(shù)雙子葉植物感染大多數(shù)雙子葉植物的受傷部位，的受傷部位，并誘導(dǎo)產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根。根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌中并誘導(dǎo)產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根。根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌中細(xì)胞中分別含有細(xì)胞中分別含有titi質(zhì)粒和質(zhì)粒和riri質(zhì)粒質(zhì)粒，其上有一段其上有一段t

11、-dnat-dna，農(nóng)，農(nóng)桿菌通過侵染植物傷口進(jìn)入細(xì)胞后，桿菌通過侵染植物傷口進(jìn)入細(xì)胞后，可將可將t-dnat-dna插入到植插入到植物基因組中物基因組中。因此，農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體。因此，農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體系。系。人們將目的基因插入到經(jīng)過改造的人們將目的基因插入到經(jīng)過改造的t-dnat-dna區(qū)區(qū)，借助農(nóng)，借助農(nóng)桿菌的感染實(shí)現(xiàn)外源基因向植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與整合，然后桿菌的感染實(shí)現(xiàn)外源基因向植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與整合，然后通過細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出轉(zhuǎn)基因植株。通過細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出轉(zhuǎn)基因植株。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細(xì)菌，它能

12、農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細(xì)菌，它能在自然條件下趨化性地在自然條件下趨化性地感染大多數(shù)雙子葉植物感染大多數(shù)雙子葉植物的受傷部位，的受傷部位，并誘導(dǎo)產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根。根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌中并誘導(dǎo)產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根。根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌中細(xì)胞中分別含有細(xì)胞中分別含有titi質(zhì)粒和質(zhì)粒和riri質(zhì)粒質(zhì)粒，其上有一段其上有一段t-dnat-dna，農(nóng)，農(nóng)桿菌通過侵染植物傷口進(jìn)入細(xì)胞后，桿菌通過侵染植物傷口進(jìn)入細(xì)胞后，可將可將t-dnat-dna插入到植插入到植物基因組中物基因組中。因此，農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體。因此，農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體系。系。人們將目的基因插

13、入到經(jīng)過改造的人們將目的基因插入到經(jīng)過改造的t-dnat-dna區(qū)區(qū)，借助農(nóng)，借助農(nóng)桿菌的感染實(shí)現(xiàn)外源基因向植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與整合，然后桿菌的感染實(shí)現(xiàn)外源基因向植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與整合，然后通過細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出轉(zhuǎn)基因植株。通過細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出轉(zhuǎn)基因植株。農(nóng)桿菌介農(nóng)桿菌介導(dǎo)法起初只被用于雙子葉植物中，導(dǎo)法起初只被用于雙子葉植物中，近年來，農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)近年來，農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化在一些單子葉植物（尤其是水稻）中也得到了廣泛應(yīng)用。化在一些單子葉植物（尤其是水稻）中也得到了廣泛應(yīng)用?；驑尫ǎ夯驑尫ǎ?將直徑將直徑4um4um的鎢粉或金粉在供體的鎢粉或金粉在供體dnadna中浸泡，然后用基因

14、槍中浸泡，然后用基因槍將這些粒子打入細(xì)胞、組織或器官中將這些粒子打入細(xì)胞、組織或器官中，具有一次處理多個(gè)細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)化，具有一次處理多個(gè)細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)化效率較低，另外這種方法也用于基因治療和抗體制備，并已取得初步成效。這效率較低，另外這種方法也用于基因治療和抗體制備，并已取得初步成效。這一方法是依靠一種基因槍來幫助導(dǎo)入外源基因。基因槍根據(jù)動力系統(tǒng)可分為火一方法是依靠一種基因槍來幫助導(dǎo)入外源基因。基因槍根據(jù)動力系統(tǒng)可分為火藥引爆、高壓放電和壓縮氣體驅(qū)動三類。藥引爆、高壓放電和壓縮氣體驅(qū)動三類。其基本原理是通過動力系統(tǒng)將帶有基其基本原理是通過動力系統(tǒng)將帶有基因的金屬顆粒（金?；蜴u粒），將因的

15、金屬顆粒（金?；蜴u粒），將dnadna吸附在表面，以一定的速度射進(jìn)植物細(xì)吸附在表面，以一定的速度射進(jìn)植物細(xì)胞，由于小顆粒穿透力強(qiáng)，故不需除去細(xì)胞壁和細(xì)胞膜而進(jìn)入基因組，從而實(shí)胞，由于小顆粒穿透力強(qiáng)，故不需除去細(xì)胞壁和細(xì)胞膜而進(jìn)入基因組，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的目的?，F(xiàn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的目的。它具有應(yīng)用面廣，方法簡單，轉(zhuǎn)化時(shí)間短，轉(zhuǎn)化頻率高，它具有應(yīng)用面廣，方法簡單，轉(zhuǎn)化時(shí)間短，轉(zhuǎn)化頻率高，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。對于農(nóng)桿菌不能感染的植物，采用該方法可打破載體法的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。對于農(nóng)桿菌不能感染的植物，采用該方法可打破載體法的局限?；驑尩霓D(zhuǎn)化頻率與受體種類、微彈大小、轟擊壓力、制止盤與金顆粒局限?；驑尩霓D(zhuǎn)化

16、頻率與受體種類、微彈大小、轟擊壓力、制止盤與金顆粒的距離、受體預(yù)處理、受體轟擊后培養(yǎng)有直接關(guān)系。的距離、受體預(yù)處理、受體轟擊后培養(yǎng)有直接關(guān)系。花粉管通道法:在在授粉后向子房注射含目的基因的授粉后向子房注射含目的基因的dnadna溶液溶液，利，利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道，用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道，將外源將外源dnadna導(dǎo)入受精卵細(xì)胞，并進(jìn)一步地被整合導(dǎo)入受精卵細(xì)胞，并進(jìn)一步地被整合到受體細(xì)胞的基因組中，隨著受精卵的發(fā)育而成到受體細(xì)胞的基因組中，隨著受精卵的發(fā)育而成為帶轉(zhuǎn)基因的新個(gè)體為帶轉(zhuǎn)基因的新個(gè)體。該方法于。該方法于8080年代初期由我年代初期由我國學(xué)者周光宇

17、提出，國學(xué)者周光宇提出，我國目前推廣面積最大的轉(zhuǎn)我國目前推廣面積最大的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該。該法的最大優(yōu)點(diǎn)是不依賴組織培養(yǎng)人工再生植株，法的最大優(yōu)點(diǎn)是不依賴組織培養(yǎng)人工再生植株，技術(shù)簡單，不需要裝備精良的實(shí)驗(yàn)室，常規(guī)育種技術(shù)簡單，不需要裝備精良的實(shí)驗(yàn)室，常規(guī)育種工作者易于掌握。工作者易于掌握。（2）動物細(xì)胞： 顯微注射法在在顯微鏡顯微鏡下，用一根下，用一根極細(xì)的極細(xì)的玻璃針玻璃針( (直徑直徑1 12 2微米微米) )直接將直接將dnadna注射到胚胎的細(xì)胞核注射到胚胎的細(xì)胞核內(nèi)內(nèi)，再把，再把注射過注射過dnadna的胚胎移植到動物

18、體的胚胎移植到動物體內(nèi)內(nèi)，使之發(fā)育成正常，使之發(fā)育成正常的幼仔，使用這種方的幼仔，使用這種方法進(jìn)行外源基因整合法進(jìn)行外源基因整合成功率約為成功率約為1010n顯微注射法顯微注射法: 動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)。在顯微鏡下，用一根極細(xì)的玻璃在顯微鏡下，用一根極細(xì)的玻璃針針(直徑直徑12微米微米)直接將直接將dna注射到胚胎的細(xì)胞核注射到胚胎的細(xì)胞核內(nèi)內(nèi)，再把注射過再把注射過dna的胚胎移植到動物體內(nèi)的胚胎移植到動物體內(nèi)，使之，使之發(fā)育成正常的幼仔，使用這種方法進(jìn)行外源基因整發(fā)育成正常的幼仔，使用這種方法進(jìn)行外源基因整合成功率約為合成功率約為10（3 3）以大腸桿菌為受體細(xì)胞：）以大腸桿菌為受體

19、細(xì)胞： 將細(xì)菌將細(xì)菌用用caclcacl2 2處理，以處理，以增大細(xì)菌細(xì)胞增大細(xì)菌細(xì)胞 壁的通透性壁的通透性感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞大腸桿菌經(jīng)大腸桿菌經(jīng)caca離子離子處理后可攝取外源處理后可攝取外源dna,dna,處于這種狀態(tài)的細(xì)胞即感受態(tài)細(xì)胞處于這種狀態(tài)的細(xì)胞即感受態(tài)細(xì)胞常常以微生物作為受體細(xì)胞的原因：以微生物作為受體細(xì)胞的原因： 繁殖快、結(jié)構(gòu)簡單繁殖快、結(jié)構(gòu)簡單n感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞 大腸桿菌經(jīng)大腸桿菌經(jīng)ca離子處理后可攝取外源離子處理后可攝取外源dna,處處于這種狀態(tài)的細(xì)胞即感受態(tài)細(xì)胞于這種狀態(tài)的細(xì)胞即感受態(tài)細(xì)胞（competent cells）。感受態(tài)細(xì)胞的用途光）。感受態(tài)細(xì)胞的用途光泛

20、，可應(yīng)用于基因重組、基因建庫、基因克隆泛，可應(yīng)用于基因重組、基因建庫、基因克隆等領(lǐng)域。?；a(chǎn)的感受態(tài)細(xì)胞是采用大腸桿等領(lǐng)域。海基生產(chǎn)的感受態(tài)細(xì)胞是采用大腸桿菌經(jīng)特殊工藝處理得到的，可用于菌經(jīng)特殊工藝處理得到的，可用于dna的化學(xué)的化學(xué)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化效率達(dá)到轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化效率達(dá)到108-109 cfu/g質(zhì)粒，質(zhì)粒，不僅可以轉(zhuǎn)化質(zhì)粒，而且非常適合于轉(zhuǎn)化普通不僅可以轉(zhuǎn)化質(zhì)粒，而且非常適合于轉(zhuǎn)化普通的連接產(chǎn)物，特別適合于平端連接等需要高轉(zhuǎn)的連接產(chǎn)物，特別適合于平端連接等需要高轉(zhuǎn)化效率的轉(zhuǎn)化要求化效率的轉(zhuǎn)化要求 。 通過標(biāo)記基因，進(jìn)行篩選和檢測通過標(biāo)記基因，進(jìn)行篩選和檢測 導(dǎo)入過程完成后，全部受體細(xì)胞都能攝

21、入導(dǎo)入過程完成后，全部受體細(xì)胞都能攝入重組重組dnadna分子嗎？分子嗎？真正能攝入重組真正能攝入重組dnadna分子的受體細(xì)胞很少。分子的受體細(xì)胞很少。4 4、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞 怎樣進(jìn)行檢測？舉例說明怎樣進(jìn)行檢測？舉例說明檢測檢測檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的dna dna 上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrnamrna檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)鑒定鑒定 抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法方法方法方法方法方法dnadna分子

22、雜交分子雜交分子雜交分子雜交抗原抗體雜交抗原抗體雜交5 5、目的基因的檢測和表達(dá)目的基因的檢測和表達(dá)個(gè)體水平的檢測：個(gè)體水平的檢測： 性狀的表達(dá)性狀的表達(dá)分子水平的檢測：分子水平的檢測：核酸核酸分子雜交分子雜交技術(shù)：技術(shù)： 具一定同源性的兩條具一定同源性的兩條(dna(dna或或rna)rna)單鏈單鏈在適在適宜的溫度及離子強(qiáng)度等條件下宜的溫度及離子強(qiáng)度等條件下, , 可按可按堿基互堿基互補(bǔ)配對原則補(bǔ)配對原則特異性地復(fù)性，形成特異性地復(fù)性，形成雙鏈雙鏈探針探針( (序列已知，序列已知，單鏈單鏈) )待測核苷酸序列待測核苷酸序列( (單鏈單鏈) )dna-dnadna-dna雜交雙鏈雜交雙鏈分子

23、分子關(guān)鍵步驟關(guān)鍵步驟： 變性雜交（復(fù)性）-檢測信號結(jié)論 信號的采集與信號的采集與處理處理結(jié)論結(jié)論dnadna分子雜交示意圖分子雜交示意圖 兩種生物的兩種生物的dnadna單鏈之間互補(bǔ)程度越高，通過分單鏈之間互補(bǔ)程度越高，通過分子雜交形成雙螺旋片段的程度也就越高，二者子雜交形成雙螺旋片段的程度也就越高，二者的親緣關(guān)系就越近；反之，親緣關(guān)系就越遠(yuǎn)。的親緣關(guān)系就越近；反之，親緣關(guān)系就越遠(yuǎn)。所以，可以通過所以，可以通過dnadna分子雜交技術(shù)來鑒定物種之分子雜交技術(shù)來鑒定物種之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。 檢測檢測檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的dna dna 上是否插入了目的基因

24、上是否插入了目的基因檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrnamrna檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)鑒定鑒定 抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法方法方法方法方法方法dnadna分子雜交分子雜交分子雜交分子雜交抗原抗體雜交抗原抗體雜交5 5、目的基因的檢測和表達(dá)目的基因的檢測和表達(dá)個(gè)體水平的檢測：個(gè)體水平的檢測： 性狀的表達(dá)性狀的表達(dá)分子水平的檢測：分子水平的檢測：用棉鈴飼喂棉用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后中鈴蟲，如蟲吃后中毒死亡，則說明攝毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得入了抗蟲基因并得到表達(dá)。到表達(dá)。通過基因工程得到抗蟲棉，怎樣

25、證明抗蟲基通過基因工程得到抗蟲棉，怎樣證明抗蟲基因已經(jīng)在棉花細(xì)胞中表達(dá)？因已經(jīng)在棉花細(xì)胞中表達(dá)？總結(jié)總結(jié)：基因工程的操作流程及要點(diǎn)步驟一 獲取目的基因獲取目的基因（化學(xué)合成、基因文庫）步驟二 形成重組形成重組dna分子分子（同種限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和目的基因）步驟三 將重組dna分子導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞：受體細(xì)胞不同導(dǎo)入的方法也有差異；常用原核 生物作為受體細(xì)胞步驟四 篩選含有目的基因的受體細(xì)胞篩選含有目的基因的受體細(xì)胞：以質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是否表達(dá)為依據(jù)步驟五 目的基因的檢測與表達(dá)目的基因的檢測與表達(dá)：分子水平的檢測（方法：dna分子雜交、抗原抗體雜交）；個(gè)體水平的檢測篩選含有目的基因

26、的受體細(xì)胞篩選含有目的基因的受體細(xì)胞某研究所的研究人員將某研究所的研究人員將生長激素基因生長激素基因通過質(zhì)通過質(zhì)料介導(dǎo)進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，以表達(dá)產(chǎn)生生料介導(dǎo)進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，以表達(dá)產(chǎn)生生長激素。已知質(zhì)粒中長激素。已知質(zhì)粒中存在兩個(gè)抗性基因存在兩個(gè)抗性基因，如，如圖所示。圖所示。目的基因不插入到氨芐青霉素抗性目的基因不插入到氨芐青霉素抗性基因中基因中，而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。，而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。如何篩選含有生長激素基因的大腸桿菌？如何篩選含有生長激素基因的大腸桿菌？1為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學(xué)家將大麥中與抗旱為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，?/p>

27、到轉(zhuǎn)基因小麥，其節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到轉(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了水分利用率提高了20%。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是是a基因重組基因重組 b基因突變基因突變 c基因復(fù)制基因復(fù)制 d基因分離基因分離鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)【答案：答案：a】2利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉是利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉是否成功，最好檢測否成功，最好檢測a是否有抗生素產(chǎn)生是否有抗生素產(chǎn)生 b是否有目的基因表達(dá)是否有目的基因表達(dá)c是否有抗蟲的性狀出現(xiàn)是否有抗蟲的性狀出現(xiàn) d是否能分離到目的基因是否能分離到目的基因 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)【答案：答案：c】3水母發(fā)光蛋白由水母發(fā)光蛋白由

28、236個(gè)氨基酸構(gòu)成，其中天冬氨個(gè)氨基酸構(gòu)成，其中天冬氨酸、甘氨酸和絲氨酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋酸、甘氨酸和絲氨酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記，在轉(zhuǎn)基因技白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是a促使目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞促使目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 b促使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制促使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制c使目的基因容易被檢測出來使目的基因容易被檢測出來 d使目的基因容易成功表達(dá)使目的基因容易成功表達(dá)鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)【答案：答案：c】4 4根據(jù)根據(jù)mrnamrna的信息推出獲取目的基因的方法是（）的信息推出獲取目的基因的方法是（）a a、用用dnadna探針測出目的基因探針測出目的基因b b、用用mrnamrna探針測出目的基因探針測出目的基因c c、用用mrnamrna反轉(zhuǎn)錄形成目的基因反轉(zhuǎn)錄形成目的基因d d、用用pcrpcr技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增mrnamrna鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)【答案：答