基因工程的操作

第二節(jié)基因工程的基本操作程序生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)

基因工程（DNA重組技術(shù)）是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定概念：一、目的基因的獲取目的基因：

主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，例如，與優(yōu)良品質(zhì)相關的基因，與生物藥物和保健品相關的基因，以及與工業(yè)所需酶相關的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。獲取目的基因的方法：人工合成從基因文庫中獲得目的基因PCR技術(shù)擴增從基因文庫中獲得目的基因1、概念:將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因庫。2、分類:基因組文庫部分基因文庫(如cDNA文庫)基因組文庫:將某種生物體內(nèi)的DNA全部提取出來，選用適當?shù)南拗泼福瑢NA切成一定范圍大小的DNA片段，然后，將這些DNA片段分別與載體連接起來，導入受體菌的群體中儲存，每個受體菌都含有了一段不同的DNA片段，也就是說，這個群體包含了這種生物的所有基因，叫做這種生物的基因組文庫。cDNA文庫如果用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補DNA（也叫cDNA)片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，那么，這個受體菌群就叫做這種生物的cDNA文庫?；蚪M文庫的構(gòu)建②cDNA文庫的構(gòu)建-----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。目的基因的mRNA單鏈DNA反轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶雙鏈DNA(目的基因)思考？1、怎樣從基基因文庫中得得到我們所需需的目的基因因?根據(jù)基因的核苷酸序列，，基因的功能能，基因在染染色體上的位位置，基因的的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，以以及基因的表表達產(chǎn)物蛋白白質(zhì)等特殊性性來獲得目的基基因。利用PCR技技術(shù)擴增目的基因1、定義：PCR是多聚酶鏈式反反應的縮寫，是一一項在生物體外復制特定DNA片段的核核酸合成技術(shù)術(shù)，通過這一一技術(shù)，可以以在短時間內(nèi)內(nèi)大量擴增目目的基因。2、原理：它是利用DNA雙鏈復制制的原理，將將基因的核苷苷酸序列不斷斷地加以復制制，使其數(shù)量量呈指數(shù)方式增長長(約2n，其中n為擴擴增循環(huán)的次次數(shù)）。3、基本前提提：要有一段已知知目的基因的的核苷酸序列列，以便根據(jù)據(jù)這一序列合合成引物。4、過程：（1）加熱至至90℃~95℃，使雙鏈DNA模板兩條條鏈之間的氫鍵打開開，變成單鏈鏈DNA，作作為互補鏈聚聚合反應的模板板。(DNA變性性）（2）將溫度度降至55℃~60℃，使兩種引物分別與模板DNA的的一端互補序序列互補配對。（退火）（3）將溫度度升至70℃~75℃，在耐高溫的DNA聚合酶催化作用下，使DNA鏈延伸伸。（延伸）是一小段單鏈鏈DNA，作為DNA復制的起始始點，在核酸酸合成反應時時，作為每個個多核苷酸鏈鏈進行延伸的的出發(fā)點而起起作用的多核苷酸鏈.引物：利用PCR技技術(shù)擴增目的的基因PCR擴增儀儀人工合成目的基因基因較小，核核苷酸序列已已知，可以利利用DNA合合成儀人工合合成.二、基因表達載體的構(gòu)建基因表達載體的模式圖抗生素抗性基因思考？將生物的所有有DNA直接接導入受體細細胞不是更簡簡便嗎？表達載體的構(gòu)構(gòu)建使目的基基因在受體細細胞中穩(wěn)定存在，并并且以遺傳給給下一代，同時是目的的基因能夠表表達和發(fā)揮作作用?；虮磉_載體組分分目的基因啟動子：是一段有特殊殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位位于基因的首首段，它是RNA聚合酶酶識別的結(jié)合部位，有了它才能能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄mRNA。終止子：也是一段有特特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，，位于基因的的末端，使轉(zhuǎn)錄在這里終終止。標記基因：是為了鑒定受受體細胞中是是否含有目的的基因，從而而將含有目的的基因的細胞胞篩選出來。。①載體與表達載體的區(qū)別：二者者都有標記基基因和復制原點兩兩部分DNA片段。表達達載體在載體基礎上增加加了目的基因因、啟動子、、終止子三部分結(jié)構(gòu).②用到的工具酶酶：既用到限制酶酶切割載體，，又用到DNA連連接酶將目的的基因和載體體拼接，兩種酶作用的化化學鍵都是磷磷酸二酯鍵.③啟動子、終止止子對于目的基因因表達必不可可少.④目的基因不能能單獨進入受受體細胞，必需以表達載體的方式式攜帶進去。。注意三、將目的基因?qū)胧荏wA、將目的基因因?qū)肴胫参锛毎r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)換法法（最常用）基因槍法花粉管通道法法1、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換法農(nóng)桿菌：是一種在土壤壤中生活的微微生物，，能能在自然界感感染雙子葉植物和和裸子植物，而對大多數(shù)數(shù)單子葉植物沒有感染能力力。原理：當植物受到損損傷時，傷口口處的細胞會會分泌大量的的酚類化合物，吸引龍桿菌菌移向這些細細胞，這時龍龍桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA（可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色色體的DNA上。轉(zhuǎn)化過程2、基因槍法法原理：利用壓縮氣體產(chǎn)生的動力，，將包裹在金金屬顆粒表面面的表達載體體DNA打入入受體細胞中中，使目的基基因與其整合合并表達的方方法。應用：單子葉植物，但成本較高高3、花粉管通通道法B、將目的基因因?qū)雱游锛毎?、方法：顯微注射法2、步驟：（1）首先將將含有目的基基因的表達載載體提純。（2）從雌性性體內(nèi)取出受受精卵，采用用顯微注射儀進行顯微注射射。（3）再將注射射了目的基因因的受精卵，，經(jīng)胚胎早期培養(yǎng)一一段時間后，再移植到雌雌性動物的輸卵卵管或子宮內(nèi)內(nèi)，使其發(fā)育育稱為具有新現(xiàn)狀的動物。C、將目的基因因?qū)胛⑸锛毎?、受體：由于原核生物具有繁殖快，，多為單細胞胞，遺傳物質(zhì)質(zhì)相對較少等等特點，因此此。早期的基基因工程操作作都用原核生物作為受體細胞胞，其中以大腸桿菌應用最為廣泛泛。2、導入方法法：（1）首先用Ca2+處理細胞，使使細胞處于一一種能吸收周圍環(huán)境中中DNA分子的生理狀狀態(tài)，這種細細胞稱為感受態(tài)細胞。（2）將重組組表達載體DNA分子溶溶于緩沖液與與感受態(tài)細胞融合，，在一定溫度下促進感受態(tài)細細胞吸收DNA分子，，完成轉(zhuǎn)化過過程。四、目的基因因的檢測與鑒定定1、受體細胞胞的DNA是是否插入了目的基基因。2、目的基基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA。。3、檢測目目的基因是是否翻譯成蛋白白質(zhì)。受體細胞的的DNA是是否插入了目的的基因1、方法：：DNA分子子雜交技術(shù)術(shù)2、步驟：：（1）將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因生物物的基因組DNA提取出來。。（2）制備備一個含有有目的基因因的DNA片段段，在片段上用同位素標記記，作為探針。。（3）使探探針與基因因組DNA雜交，如果顯示示出雜交帶，說明目的的基因已經(jīng)經(jīng)插入染色色體DNA中。目的基因是是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA1、方法：：分子雜交技技術(shù)2、步驟：：（1）將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因生物物的mRNA提取出來。。（2）制備備一個含有有目的基因因的DNA片段段，在片段上用同位素標記記，作為探針。（3）使探針與mDNA雜交，如果顯示出出雜交帶，說明目的基因因轉(zhuǎn)錄出了mRNA。檢測目的基因因是否翻譯成蛋蛋白質(zhì)1、方法：抗原——抗體體分子雜交2、步驟：（1）將轉(zhuǎn)基基因生物的蛋白質(zhì)提取出來。（2）制備一一個相應的抗體，抗體用同位位素標記。（3）使使抗體與蛋白質(zhì)雜交，如如果顯示示出雜交帶，說明目目的基因因已經(jīng)形成成蛋白質(zhì)質(zhì)。1、在已已知某小小片段基基因堿基基序列的的情況下下，獲得得該基因因的最佳佳方法是是A．用mRNA為模模板逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄合成成DNAB．以4種脫脫氧核苷苷酸為原原料人工工合成C．將供體DNA片片段轉(zhuǎn)入入受體細細胞中，，再進一一步篩選選D．由蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的氨氨基基酸酸序序列列推推測測mRNA答案案：：B2、、下下列列高高科科技技成成果果中中，，根根據(jù)據(jù)基基因因重重組組原原理理進進行行的的是是（（））①我我國國科科學學家家袁袁隆隆平平利利用用雜雜交交技技術(shù)術(shù)培培育育出出超超級級水水稻稻②我國科學家家將蘇云金桿桿菌的某些基基因移植到棉棉花內(nèi)，培培育育出抗蟲棉③我國科學家家通過返回式式衛(wèi)星搭載種種子培育出太太空椒④我國科學家家通過體細胞胞克隆技術(shù)培培養(yǎng)出太空牛牛A．①B．①①②C．①②②③D．②③③④答案：B3、鐮刀型細細胞貧血癥的的病因是血紅紅蛋白基因的的堿基序列發(fā)發(fā)生了改變。。檢測這種堿堿基序列改變變必須使用的的酶是（（））A．解旋酶B．DNA連連接酶C．限制性內(nèi)內(nèi)切酶D．RNA聚合酶解析：檢測這這種堿基序列列改變需將被被測基因從DNA上切下下來進行擴增增，該過程需需要限制性內(nèi)內(nèi)切酶。在擴擴增后，通過過熱變性即可可使待測基因因解旋成單鏈鏈，與已知堿堿基序列的貧貧血病基因制制成的DNA探針進行分分子雜交，根根據(jù)形成雙鏈鏈的情況即可可測知其堿基基序列，此過過程無需解旋旋酶，更不需需要形成重組組DNA分子子所需的DNA連接酶和和基因轉(zhuǎn)錄所所需的RNA聚合酶。據(jù)據(jù)以上分析可可知，必須使使用的酶是C、限制性內(nèi)內(nèi)切酶。答案：C4、下列關于于基因工程的的敘述，正確確的是（））A．基因工程程經(jīng)常以抗菌菌素抗性基因因為目的基因因B．細菌質(zhì)粒粒是基因工程程常用的運載載體C．為培育成成抗除草劑的的作物新品種種，導入抗除除草劑基因時時只能以受精精卵為受體D．通常用一一種限制性內(nèi)內(nèi)切酶處理含含目的基因的的DNA,用另一種種處理運載體體DNA解析：基基因工程程經(jīng)常以以抗菌素素抗性基基因為標標記基因因；質(zhì)粒粒是基因因工程常常用的運運載體；；通常用用同一種種限制酶酶切割目目的基因因和運載載體，以以獲得相相同的黏黏性末端端；受體體細胞可可以是受受精卵，，也可以以是體細細胞。答案：B5、利用用外源基基因在受受體細胞胞中表達達，可生生產(chǎn)人類類所需要要的產(chǎn)品品。下列列各項中中能說明明目的基基因完成成了在受受體細胞胞中表達達的是A．棉花花二倍體體細胞中中檢測到到細菌的的抗蟲基基因B．大腸腸桿菌中中檢測到到人胰島島素基因因及其mRNAC．山羊羊乳腺細細胞中檢檢測到人人生長激激素DNA序列列D．酵母母菌細胞胞中提取取到人干干擾素蛋蛋白答案：D9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。06:00:1706:00:1706:0012/23/20226:00:17AM11、以我我獨沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2206:00:1706:00Dec-2223-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。06:00:1706:00:1706:00Friday,December23,202213、乍見見翻疑疑夢，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2206:00:1706:00:17December23,202214、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國國見青山。。。23十二二月20226:00:17上上午06:00:1712月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月226:00上上午午12月月-2206:00December23,202216、行動出出成果，，工作出出財富。。。2022/12/236:00:1706:00:1723December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點的射線線向前。。6:00:17上午6:00上上午06:00:1712月-229、沒有失敗，，只有暫時停停止成功！。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。06:00:1706:00:1706:0012/23/20226:00:17AM11、成功就是是日復一日日那一點點點小小努力力的積累。。。12月-2206:00:1706:00Dec-2223-Dec-2212、世間成事，，不求其絕對對圓滿，留一一份不足，可可得無限完美美。。06:00:1706:00:1706:00Friday,December23,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2206:00:1806:00:18December23,202214、意志堅強強的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。23十二二月20226:00:18上上午06:00:1812月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月226:00上午午12月-2206:00December23,202216、少年年十五五二十十時，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/236:00:1806:00:1823December202217、空山山新雨雨后，，天氣氣晚來來秋。。。6:00:18上上午6:00上上午午06:00:1812月月-229、楊柳柳散和和風，，青山山澹吾吾慮。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、閱讀一切切好書如同同和過去最最杰出的人人談話。06:00:1806:00:1806:0012/23/2022