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1、1.1. 什么是基因？什么是基因？2.2. 什么是有遗传效应？什么是有遗传效应？3.3. 基因的功能是什么？基因的功能是什么？有遗传效应的有遗传效应的DNADNA片段片段能够直接指导或间接调控蛋白质合成能够直接指导或间接调控蛋白质合成基因能够储存、基因能够储存、_和和_遗传信息，也可能发生突遗传信息，也可能发生突变，从而决定生物体的性状。变，从而决定生物体的性状。传递传递表达表达4.4. 基因是怎样储存、传递和表达遗传信息的？基因是怎样储存、传递和表达遗传信息的？储存：储存：传递：传递：表达：表达：基因中脱氧核苷酸的基因中脱氧核苷酸的排序排序代表遗传信息代表遗传信息基因通过基因通过复制复制，可
2、以由亲代传递到子代，可以由亲代传递到子代基因通过基因通过转录转录和和翻译翻译，将遗传信息体现为蛋白质的结构，将遗传信息体现为蛋白质的结构5.5. 原核生物和真核生物的基因结构分别是怎样的？原核生物和真核生物的基因结构分别是怎样的？第1页/共69页第2页/共69页第3页/共69页第4页/共69页第5页/共69页6.6. 原核生物与真核生物基因结构的主要区别是什么？原核生物与真核生物基因结构的主要区别是什么？原核细胞基因原核细胞基因真核细胞基因真核细胞基因相同点相同点不同点不同点都是由能够编码蛋白质的都是由能够编码蛋白质的_和具有和具有调控作用的调控作用的_组成组成编码区是编码区是连续连续的的编码
3、区是编码区是间隔间隔的，的，不连续的不连续的编码区编码区非编码区非编码区7.7. 什么是什么是基因工程基因工程？8.8. 基因工程中的基因重组和杂交育种中的基因重组基因工程中的基因重组和杂交育种中的基因重组有何区别有何区别？9.9. 基因工程能否决定或改变生物进化的方向？基因工程能否决定或改变生物进化的方向？基因工程只能提供进化的原材料，自然选择决定进化方向基因工程只能提供进化的原材料，自然选择决定进化方向第6页/共69页基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平获得人类需要的基因产物获得人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接 导
4、入导入 表达表达基因重组（定向）基因重组（定向）第7页/共69页比较项目比较项目基因工程基因工程杂交育种杂交育种 变异原理变异原理发生场所发生场所发生范围发生范围发生时间发生时间是否定向是否定向基因重组基因重组基因重组基因重组体外体外( (细胞外细胞外) )体内体内( (生殖细胞内生殖细胞内) )不同物种不同物种同一物种同一物种任意任意减数分裂过程减数分裂过程定向定向不定向不定向第8页/共69页1.11.1 DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具1.1. 基因重组技术的基本工具有哪些？基因重组技术的基本工具有哪些？2.2. 限制酶是从何种生物中分离出来的？限制酶是从何种生物中分离出来
5、的？3.3. 限制酶的作用特点是什么？限制酶的作用特点是什么？4.4. 限制酶能识别和切割限制酶能识别和切割RNARNA和单链和单链DNADNA吗？吗？5.5. 原核生物细胞内的限制酶不能切割自身的原核生物细胞内的限制酶不能切割自身的DNADNA，请推测原因？，请推测原因？限制酶、限制酶、DNADNA连接酶、载体连接酶、载体主要从原核生物分离主要从原核生物分离能够识别能够识别_DNA_DNA分子的特定核苷酸序列，并且切割每一条链分子的特定核苷酸序列，并且切割每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的中特定部位的两个核苷酸之间的_键，使之断开。键，使之断开。不能不能 其其DNADNA分子中不具备该种限
6、制酶的识别和切割序列；分子中不具备该种限制酶的识别和切割序列； 或者有相应识别序列，但是被修饰过而不能被识别。或者有相应识别序列，但是被修饰过而不能被识别。第9页/共69页6.6. 限制酶的识别序列有何特点？限制酶的识别序列有何特点？7.7. 限制酶切割的部位在哪里？限制酶切割的部位在哪里？8.8. 限制酶切割限制酶切割DNADNA产生怎样的结果？产生怎样的结果？9.9. 什么是什么是黏性末端黏性末端？限制酶所识别的序列，可以找到一条中轴线，中轴线限制酶所识别的序列，可以找到一条中轴线，中轴线两侧的双链两侧的双链DNADNA上的碱基是反向对称、重复排列的上的碱基是反向对称、重复排列的 在识别序
7、列在识别序列_切割，产生黏性末端；切割，产生黏性末端； 在识别序列在识别序列_切割，产生平末端。切割，产生平末端。中轴线两侧中轴线两侧中轴线处中轴线处相邻脱氧核苷酸之间由相邻脱氧核苷酸之间由_和和_所形成的磷酸二酯键所形成的磷酸二酯键磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖第10页/共69页黏性末端黏性末端第11页/共69页第12页/共69页10.10.要想获得某个特定性状的基因，必须要用限制酶切几个切口？要想获得某个特定性状的基因，必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性可产生几个黏性( (平平) )末端？末端？11.11.把两种来源不同的把两种来源不同的DNADNA用同种限制酶切割，会有怎样的结果？用同种
8、限制酶切割，会有怎样的结果？12.12.不同的限制酶切割产生的黏性末端，一定不同吗？不同的限制酶切割产生的黏性末端，一定不同吗？13.13.将切下来的将切下来的DNADNA片段拼接成新的片段拼接成新的DNADNA分子，需要什么工具？分子，需要什么工具？14.14.DNADNA连接酶的作用是什么？连接酶的作用是什么？第13页/共69页15.15.互补的黏性末端之间的碱基对间的氢键的恢复，与酶有关吗？互补的黏性末端之间的碱基对间的氢键的恢复，与酶有关吗？16.16.DNADNA连接酶对所连接的连接酶对所连接的DNADNA片段的碱基序列有严格要求吗？片段的碱基序列有严格要求吗？17.17.DNADN
9、A连接酶有连接单链连接酶有连接单链DNADNA的本领吗？的本领吗？18.18.根据来源，把根据来源，把DNADNA连接酶分为几类？连接酶分为几类？第14页/共69页DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶化学本质化学本质作用对象作用对象是否需要模板是否需要模板在基因工程在基因工程中的作用中的作用在在DNADNA复制复制中的作用中的作用19.19.DNADNA连接酶和连接酶和DNADNA聚合酶有何区别？聚合酶有何区别？第15页/共69页20.20.能否把目的基因直接导入受体细胞？需要什么工具？能否把目的基因直接导入受体细胞？需要什么工具？21.21.载体的作用是什么？载体的作用是什么？2
10、2.22.载体的化学本质是什么？载体的化学本质是什么？23.23.天然的天然的DNADNA分子可以直接用做基因工程的载体吗？分子可以直接用做基因工程的载体吗？24.24.载体需要具备什么条件？载体需要具备什么条件？ 作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去；作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去； 使外源基因能在受体细胞内稳定保存、复制和表达。使外源基因能在受体细胞内稳定保存、复制和表达。本质是能够自我复制的本质是能够自我复制的DNADNA分子分子 对受体细胞对受体细胞_； 能在受体细胞中能在受体细胞中_并稳定保存；并稳定保存； 具有具有_的切点，供外源基因插入；的切点，供外源基因插入；
11、 具有具有_，供重组，供重组DNADNA的鉴定和筛选。的鉴定和筛选。无害无害复制复制一种至多种限制酶一种至多种限制酶标记基因标记基因第16页/共69页25.25.基因工程使用的载体有哪些？基因工程使用的载体有哪些？26.26.什么是质粒？什么是质粒？27.27.质粒存在于哪些生物的细胞中？质粒存在于哪些生物的细胞中？28.28.携带外源基因的质粒进入受体细胞，有几种复制方式？携带外源基因的质粒进入受体细胞，有几种复制方式？29.29.质粒质粒DNADNA分子上有哪些标记基因？分子上有哪些标记基因？质粒；动植物病毒；质粒；动植物病毒；噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物细菌拟核细菌拟核DNADNA之外，
12、能够进行自主复制的小型双链环状之外，能够进行自主复制的小型双链环状DNADNA分子分子细菌和酵母菌细菌和酵母菌 能在受体细胞进行自我复制；能在受体细胞进行自我复制； 或整合到染色体或整合到染色体DNADNA上，随染色体上，随染色体DNADNA进行同步复制。进行同步复制。四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等第17页/共69页30.30.不经改造的普通噬菌体，能否用做基因工程的载体？不经改造的普通噬菌体，能否用做基因工程的载体？普通的噬菌体进入细菌细胞，会导致受体菌裂解死亡普通的噬菌体进入细菌细胞，会导致受体菌裂解死亡第18页/共69页1.21.2 基因工程的基
13、本操作程序基因工程的基本操作程序1.1. 基因工程的基本操作程序，包括哪几个步骤？基因工程的基本操作程序，包括哪几个步骤？ 目的基因的获取；目的基因的获取； 基因表达载体的构建；基因表达载体的构建； 将目的基因导入受体细胞；将目的基因导入受体细胞； 目的基因的检测和鉴定。目的基因的检测和鉴定。2.2. 什么是目的基因？什么是目的基因？第19页/共69页3.3. 获取目的基因的常用方法有哪些？获取目的基因的常用方法有哪些？ 从从基因文库基因文库中获取目的基因；中获取目的基因； 利用利用PCRPCR技术技术扩增目的基因；扩增目的基因； 通过通过DNADNA合成仪，用化学方法合成仪，用化学方法人工合
14、成人工合成。4.4. 什么是基因文库？什么是基因文库？5.5. 基因文库有几种类型？基因文库有几种类型？基因组文库：基因组文库：部分基因文库：部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNAcDNA文库文库受体菌群含有一种生物的全部基因受体菌群含有一种生物的全部基因第20页/共69页6.6. 某种生物的基因组文库有几个？某种生物的基因组文库有几个？cDNAcDNA文库呢？文库呢？7.7. 基因文库的构建方法是什么？基因文库的构建方法是什么？一种生物的基因组文库只有一个，而一种生物的基因组文库只有一个，而cDNAcDNA文库可以有多个文库可以有多个提取某种生
15、物的全部提取某种生物的全部DNADNA限制酶切割限制酶切割一定大小的一定大小的DNADNA片段片段与载体连接与载体连接导入受体菌中储存导入受体菌中储存基因组文库基因组文库某种生物的某种生物的mRNAmRNA单链互补单链互补DNADNA双链双链cDNAcDNA片段片段导入受体菌中储存导入受体菌中储存与载体连接与载体连接cDNAcDNA文库文库逆转录酶逆转录酶第21页/共69页DNADNA聚合酶聚合酶剪接有关的酶剪接有关的酶RNARNA聚合酶聚合酶mRNAmRNA前体前体mRNAmRNA单链单链DNADNAcDNAcDNA逆转录酶逆转录酶转录转录剪接剪接逆转录逆转录复制复制终止子终止子基因基因真核
16、细胞的真核细胞的cDNAcDNA的获取的获取不含非编码序列，不含非编码序列，即不含启动子、即不含启动子、终止子和内含子终止子和内含子第22页/共69页8.8. 构建基因文库，需要哪些操作工具？构建基因文库，需要哪些操作工具？9.9. 从基因文库中提取目的基因时，还需要用上述工具吗？从基因文库中提取目的基因时，还需要用上述工具吗？10.10.怎样从基因文库中得到所需要的目的基因？怎样从基因文库中得到所需要的目的基因？11.11.得到目的基因之后，怎样在短时间内大量扩增目的基因？得到目的基因之后，怎样在短时间内大量扩增目的基因？12.12.什么是什么是PCRPCR技术？技术？限制酶、限制酶、DNA
17、DNA连接酶、载体连接酶、载体根据目的基因的有关信息，如基因的功能、转录产物等进行筛选根据目的基因的有关信息，如基因的功能、转录产物等进行筛选 PCR PCR全称为全称为_，是一项在生物，是一项在生物_复制复制_的核酸合成技术。的核酸合成技术。 聚合酶链式反应聚合酶链式反应体外体外特定特定DNADNA片段片段13.13.PCRPCR技术的理论基础（原理）是什么？技术的理论基础（原理）是什么？14.14.进行进行PCRPCR时，怎样使时，怎样使DNADNA双链解开？双链解开？第23页/共69页15.15.高温解决了打开双链的问题，但怎样解决高温解决了打开双链的问题，但怎样解决DNADNA聚合酶失
18、活的问题？聚合酶失活的问题？16.16.DNADNA聚合酶的作用有何特点？聚合酶的作用有何特点？17.17.引物是怎样合成的？起什么作用？引物是怎样合成的？起什么作用？18.18.复制含目的基因的双链复制含目的基因的双链DNADNA片段需要几种引物？片段需要几种引物？需要一种耐高温的需要一种耐高温的DNADNA聚合酶，即聚合酶，即TaqTaq酶（酶（70-7570-75）不能从头合成不能从头合成DNADNA，只能从，只能从DNADNA的的33端开始延伸端开始延伸DNADNA链。链。因此，因此，DNADNA复制需要引物。复制需要引物。根据一段已知根据一段已知_序列合成引物，序列合成引物，引物的作
19、用是为引物的作用是为DNADNA聚合酶提供聚合酶提供33端。端。目的基因的核苷酸目的基因的核苷酸第24页/共69页 DNADNA模板：模板： DNADNA聚合酶：聚合酶： 两种引物：两种引物： 原料：原料：要扩增的含目的基因的要扩增的含目的基因的DNADNA片段片段热稳定热稳定DNADNA聚合酶（聚合酶（TaqTaq酶）酶）为为DNADNA聚合酶提供聚合酶提供33端端4 4种脱氧核苷酸（种脱氧核苷酸（dNTPdNTP）20.20.DNADNA子链的延伸方向是什么？子链的延伸方向是什么？21.21.总结总结PCRPCR技术需要哪些条件？技术需要哪些条件？DNADNA的合成方向，总是从子链的的合成
20、方向，总是从子链的_向向_延伸。延伸。33端端55端端 上述物质应加入缓冲液中，调节上述物质应加入缓冲液中，调节PHPH，保持，保持TaqTaq酶的活性，酶的活性，同时通过控制缓冲液的温度，使同时通过控制缓冲液的温度，使DNADNA复制在体系中反复进行。复制在体系中反复进行。第25页/共69页双链双链DNADNA模板在高温作用下，模板在高温作用下，_断裂，形成断裂，形成_降温，降温，_与与DNADNA单链互补序列结合，形成局部单链互补序列结合，形成局部_在在_酶的作用下，合成与模板互补的酶的作用下，合成与模板互补的_。 变性（变性（90-9590-95）：）： 复性（退火复性（退火55-605
21、5-60）：）： 延伸（延伸（70-7570-75）：）：氢键氢键单链单链DNADNA双链双链DNADNA子链子链引物引物TaqTaq22.22.PCRPCR技术的基本过程是什么？技术的基本过程是什么？第26页/共69页5 引物引物 15 引物引物 2Cycle 2Cycle 15 5 5 5 5 5 含目的基因的含目的基因的DNADNA片段片段5 5 5 5 5 5 5 5 第27页/共69页Cycle 35 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 第三轮复制完成后，得到第三轮复制完成后，得到_个等长的目标片段，同时个等长的目标片段，同时得到得到_个含目标片段的不等长的个
22、含目标片段的不等长的DNADNA片段。片段。2 26 6 由图可知，由图可知，DNADNA聚合酶只能特异性地复制聚合酶只能特异性地复制处于两个引物之处于两个引物之间间的的DNADNA序列，使这段固定长度的序列呈序列，使这段固定长度的序列呈指数指数增长增长第28页/共69页第29页/共69页23.23.一个一个DNADNA分子进行分子进行PCRPCR扩增，循环扩增，循环4 4次，理论上至少需要几个引物？次，理论上至少需要几个引物？循环循环n n次呢？次呢？ 一条一条DNADNA复制复制n n次，次，DNADNA总数为总数为_ _个，个， 含有两条母链的子代含有两条母链的子代DNADNA有有_个；
23、个； 新合成的子链共有新合成的子链共有_条；条； 只含引物只含引物的子代的子代DNADNA有有_个；个； 只含引物只含引物的子代的子代DNADNA有有_个；个； 含有双引物的子代含有双引物的子代DNADNA有有_个；个； 含有引物含有引物的子代的子代DNADNA有有_个；个；2 2n n2 21 11 12 2n n -2-2 2 2n n -1-1 （2 2n n-1-1）2 2 （2 2n n-1-1）2 2 24.24.PCRPCR技术与细胞内的技术与细胞内的DNADNA复制有何区别？复制有何区别？第30页/共69页项目项目DNADNA复制复制PCRPCR技术技术解旋解旋方式方式场所场所
24、酶酶温度温度结果结果解旋酶催化解旋酶催化DNADNA在高温下变性解旋在高温下变性解旋细胞外细胞外（PCRPCR扩增仪中）扩增仪中）合成合成DNADNA分子分子细胞内温和条件细胞内温和条件DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚聚合酶、合酶、DNADNA连接酶连接酶细胞内细胞内（主要在细胞核内）（主要在细胞核内）不同阶段不同阶段所需温度不同所需温度不同耐热的耐热的DNADNA聚合酶聚合酶（TaqTaq酶）酶）合成合成DNADNA片段或基因片段或基因第31页/共69页25.25.如果基因比较短小，核苷酸序列又已知，则可以用何种方法获得如果基因比较短小，核苷酸序列又已知，则可以用何种方法获得目的基
25、因？目的基因？26.26.能否把目的基因单独导入受体细胞？能否把目的基因单独导入受体细胞？27.27.基因工程技术的核心是什么？基因工程技术的核心是什么？28.28.构建基因表达载体的目的是什么？构建基因表达载体的目的是什么？29.29.基因表达载体的组件有哪些？基因表达载体的组件有哪些？通过通过DNADNA合成仪，用化学方法合成仪，用化学方法人工合成，人工合成，无需模板无需模板不能，必需以不能，必需以基因表达载体基因表达载体的方式携带进去的方式携带进去构建基因表达载体构建基因表达载体使目的基因在受体细胞内稳定保存、复制和表达使目的基因在受体细胞内稳定保存、复制和表达复制原点；启动子；终止子；
26、复制原点；启动子；终止子；目的基因；标记基因目的基因；标记基因第32页/共69页30.30.基因表达载体的各个元件，有何功能？基因表达载体的各个元件，有何功能？(1)(1)启动子：启动子： 位于基因的位于基因的_，它是，它是_识别和结合的部位，识别和结合的部位，驱动基因驱动基因_。(2)(2)终止子：终止子： 位于基因的尾端，终止位于基因的尾端，终止_。(3)(3)标记基因：标记基因： _是否含有目的基因，并将含目的基因的细胞是否含有目的基因，并将含目的基因的细胞筛选出来。筛选出来。(4)(4)目的基因：目的基因： 目的基因必须插入表达载体的目的基因必须插入表达载体的_和和_之间。之间。mRN
27、AmRNA的转录的转录鉴别受体细胞鉴别受体细胞RNARNA聚合酶聚合酶首端首端转录出转录出mRNAmRNA启动子启动子终止子终止子第33页/共69页31.31.区分启动子、终止子和起始密码子、终止密码子？区分启动子、终止子和起始密码子、终止密码子？32.32.基因表达载体为什么要有启动子？基因表达载体为什么要有启动子？ 使用受体生物自身基因的启动子才有利于目的基因的表达；使用受体生物自身基因的启动子才有利于目的基因的表达； 通过通过cDNAcDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体生物中无法转录；入受体生物中无法转录； 启动子能控制目
28、的基因在特定的时间和空间表达，例如只在启动子能控制目的基因在特定的时间和空间表达，例如只在转基因动物的乳腺细胞中表达。转基因动物的乳腺细胞中表达。 启动子启动子和和终止子终止子均为结构基因均为结构基因_区的区的DNADNA序列，且长度序列，且长度远不止远不止3 3个碱基，都与基因的个碱基，都与基因的_过程相关联。过程相关联。 起始密码子起始密码子和和终止密码子终止密码子均位于均位于_分子中，都只含分子中，都只含_碱碱基，都与基，都与_过程相关联。过程相关联。非编码非编码转录转录3 3个个翻译翻译mRNAmRNA第34页/共69页34.34.怎样使某种药物蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达？怎
29、样使某种药物蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达？35.35.不同生物的不同生物的DNADNA能够拼接重组的原因是什么？能够拼接重组的原因是什么？36.36.目的基因和载体拼接的过程是怎样的？目的基因和载体拼接的过程是怎样的？基本单位相同；空间结构相同；基本单位相同；空间结构相同；碱基互补配对的方式相同。碱基互补配对的方式相同。将药物蛋白基因与将药物蛋白基因与_的启动子等组件重组在一起的启动子等组件重组在一起乳腺蛋白基因乳腺蛋白基因 用用_切割质粒，使其出现一个切口，露出切割质粒，使其出现一个切口，露出_； 用用_切断目的基因，使其产生切断目的基因，使其产生_； 将切下的目的基因片段插入质粒的
30、将切下的目的基因片段插入质粒的_处，处， 再加入适量的再加入适量的_，形成了一个重组质粒。，形成了一个重组质粒。限制酶限制酶黏性末端黏性末端同种限制酶同种限制酶相同的黏性末端相同的黏性末端切口切口DNADNA连接酶连接酶第35页/共69页37.37.构建基因表达载体的过程，使用了哪些操作工具？构建基因表达载体的过程，使用了哪些操作工具？38.38.将目的基因与质粒酶切，酶切产物用将目的基因与质粒酶切，酶切产物用DNADNA连接酶进行连接，其连接酶进行连接，其中由两个中由两个DNADNA片段之间连接形成的产物可能有几种？片段之间连接形成的产物可能有几种？39.39.不同的基因表达载体，其构建方法
31、是一样的吗？不同的基因表达载体，其构建方法是一样的吗？40.40.基因工程的受体细胞有哪些？基因工程的受体细胞有哪些？41.41.目的基因导入受体细胞的过程，叫做什么？目的基因导入受体细胞的过程，叫做什么？ 载体载体- -载体连接物；载体连接物； 目的基因目的基因- -载体连接物；载体连接物； 目的基因目的基因- -目的基因连接物。目的基因连接物。 由于载体的种类不同，受体细胞的种类不同，以及目的基因由于载体的种类不同，受体细胞的种类不同，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，表达载体的构建会有差别。导入受体细胞的方法不同，表达载体的构建会有差别。植物细胞；动物细胞；微生物细胞植物细胞；动物细胞
32、；微生物细胞转化转化三种工具三种工具第36页/共69页42.42.什么是转化？什么是转化？43.43.目的基因导入植物细胞最常采用的方法是什么？目的基因导入植物细胞最常采用的方法是什么？44.44.农杆菌易感染哪些植物，原因？农杆菌易感染哪些植物，原因？ 目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持_和和_的过程，称为的过程，称为_。稳定稳定表达表达转化转化农杆菌转化法农杆菌转化法 易感染易感染_植物和植物和_植物，对大多数植物，对大多数_植植物没有感染能力。物没有感染能力。原因原因1 1：农杆菌对农杆菌对_的双子叶植物细胞分泌的的双子叶植物细胞分泌
33、的_化合化合物具有物具有趋化性趋化性，从而表现出感染双子叶植物的，从而表现出感染双子叶植物的_性；性；双子叶双子叶裸子裸子酚类酚类特异特异单子叶单子叶原因原因2 2：农杆菌的农杆菌的_质粒上的质粒上的_可以转移到受体细胞，可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞的并整合到受体细胞的_上。上。T-DNAT-DNA染色体的染色体的DNADNATiTi受损伤受损伤第37页/共69页45.45.农杆菌转化法的农杆菌转化法的具体过程是什么具体过程是什么？ 将目的基因插入到农杆菌的将目的基因插入到农杆菌的_上；上； 将含目的基因的重组将含目的基因的重组TiTi质粒导入质粒导入_； 将将_导入植物细胞；导入植物
34、细胞； 目的基因随目的基因随_插入到植物细胞的插入到植物细胞的_上；上； 筛选出筛选出_的植物细胞；的植物细胞； 对含有目的基因的植物细胞进行对含有目的基因的植物细胞进行_； 经过经过_和和_过程，获得转基因植株；过程，获得转基因植株； 对转基因植株进行对转基因植株进行_水平的鉴定。水平的鉴定。TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA农杆菌农杆菌含重组含重组TiTi质粒的农杆菌质粒的农杆菌T-DNAT-DNA染色体染色体DNADNA导入了目的基因导入了目的基因植物组织培养植物组织培养脱分化脱分化再分化再分化个体生物学个体生物学第38页/共69页第39页/共69页第40页/共69页46.46.农
35、杆菌转化法中共有几次拼接和几次导入？农杆菌转化法中共有几次拼接和几次导入？47.47.目的基因插入到植物染色体目的基因插入到植物染色体DNADNA上，有何作用？上，有何作用？48.48.把目的基因导入单子叶植物中常用的方法是什么？把目的基因导入单子叶植物中常用的方法是什么？49.49.我国的转基因抗虫棉采用的是何种导入方法？我国的转基因抗虫棉采用的是何种导入方法？两次拼接，两次导入两次拼接，两次导入第一次拼接：是将第一次拼接：是将目的基因目的基因拼接到拼接到TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA的中间部位；的中间部位；第二次拼接：（非人工操作）是将第二次拼接：（非人工操作）是将含有目的基因的
36、含有目的基因的T-DNAT-DNA拼接到拼接到受体细胞的受体细胞的染色体染色体DNADNA上；上；第一次导入：是将含目的基因的第一次导入：是将含目的基因的TiTi质粒导入质粒导入农杆菌农杆菌；第二次导入：是含重组第二次导入：是含重组TiTi质粒的农杆菌导入质粒的农杆菌导入植物细胞。植物细胞。使目的基因的遗传特性，得以维持和稳定表达使目的基因的遗传特性，得以维持和稳定表达基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法第41页/共69页50.50.农杆菌转化法获得转基因植物，需要用到哪些生物工程技术？农杆菌转化法获得转基因植物，需要用到哪些生物工程技术？51.51.将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的
37、方法是什么？将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是什么？52.52.显微注射技术的基本操作程序是什么？显微注射技术的基本操作程序是什么？细菌培养技术；基因工程技术；植物组织培养技术细菌培养技术；基因工程技术；植物组织培养技术显微注射显微注射技术技术胚胎胚胎移植移植显微显微注射注射分裂分裂分化分化妊娠妊娠分娩分娩含目的基因含目的基因的表达载体的表达载体受精卵受精卵早期早期胚胎培养胚胎培养输卵管输卵管或子宫或子宫转基因转基因动物动物对胚胎进行对胚胎进行质量检查质量检查第42页/共69页53.53.为什么早期基因工程都用原核生物作为受体细胞？为什么早期基因工程都用原核生物作为受体细胞？54.5
38、4.应用最广泛的原核生物受体细胞是什么？应用最广泛的原核生物受体细胞是什么？55.55.大肠杆菌细胞最常用的转化方法是什么？大肠杆菌细胞最常用的转化方法是什么？56.56.用用CaCa2+2+处理大肠杆菌细胞的目的是什么？处理大肠杆菌细胞的目的是什么？57.57.处于该生理状态的细胞，称为什么？处于该生理状态的细胞，称为什么？58.58.怎样使重组表达载体进入感受态细胞？怎样使重组表达载体进入感受态细胞？单细胞；繁殖快；遗传物质相对较少单细胞；繁殖快；遗传物质相对较少大肠杆菌大肠杆菌CaCa2+2+处理法处理法使细胞处于一种能吸收周围环境中使细胞处于一种能吸收周围环境中DNADNA分子的生理状
39、态分子的生理状态感受态细胞感受态细胞将重组表达载体将重组表达载体DNADNA分子溶于分子溶于缓冲液缓冲液中，与感受态细胞混合，中，与感受态细胞混合，在一定的在一定的温度温度下促进感受态细胞吸收下促进感受态细胞吸收DNADNA分子，完成转化。分子，完成转化。第43页/共69页60.60.总结目的基因导入受体细胞的方法？总结目的基因导入受体细胞的方法？受体细胞受体细胞导入方法导入方法植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞原核细胞原核细胞农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微注射法显微注射法CaCa2+2+处理法处理法61.61.重组质粒导入受体细胞的操作，能保证所有
40、受体细胞都能成功重组质粒导入受体细胞的操作，能保证所有受体细胞都能成功导入目的基因吗？导入目的基因吗？ 受体细胞中没有导入任何质粒；受体细胞中没有导入任何质粒； 受体细胞中导入了不含目的基因的质粒；受体细胞中导入了不含目的基因的质粒； 受体细胞中成功导入了重组质粒。受体细胞中成功导入了重组质粒。第44页/共69页62.62.怎样对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测和筛选？怎样对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测和筛选？63.63.目的基因能否在真核细胞中稳定遗传的关键是什么？目的基因能否在真核细胞中稳定遗传的关键是什么？64.64.怎样检测转基因生物的染色体怎样检测转基因生物的染色体DNA
41、DNA上是否插入了目的基因？上是否插入了目的基因？65.65.DNADNA分子杂交技术的核心是什么？分子杂交技术的核心是什么？66.66.怎样制备探针？怎样制备探针？根据表达载体中标记基因的特点，利用选择性培养基进行筛选根据表达载体中标记基因的特点，利用选择性培养基进行筛选采用采用DNADNA分子杂交技术分子杂交技术转基因生物的转基因生物的_上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因染色体染色体DNADNA制备制备DNADNA探针探针将目的基因片段用放射性同位素做标记将目的基因片段用放射性同位素做标记第45页/共69页67.67.DNADNA分子杂交技术的基本程序是什么？分子杂交技术的基本程序是
42、什么？ 提取出转基因生物的提取出转基因生物的_； 把含目的基因的把含目的基因的DNADNA片段，用放射性同位素等作标记，以此做片段，用放射性同位素等作标记，以此做为为_； 将探针和转基因生物的基因组将探针和转基因生物的基因组_； 若显示出若显示出_，表明，表明_已插入染色体已插入染色体DNADNA中。中。基因组基因组DNADNA探针探针杂交杂交杂交带杂交带目的基因目的基因68.68.怎样检测目的基因是否转录除了怎样检测目的基因是否转录除了mRNAmRNA？DNA-RNADNA-RNA分子杂交技术分子杂交技术 提取出转基因生物的提取出转基因生物的_； 用放射性同位素等作标记的目的基因，做为用放射
43、性同位素等作标记的目的基因，做为_； 将将DNADNA探针和转基因生物的探针和转基因生物的_杂交；杂交； 若显示出若显示出_，表明目的基因已经，表明目的基因已经_。mRmRNANA探针探针杂交带杂交带转录出了转录出了mRNAmRNAmRmRNANA第46页/共69页69.69.怎样检测目的基因是否翻译成了蛋白质？怎样检测目的基因是否翻译成了蛋白质？70.70.翻译出蛋白质，是否意味着转基因生物完全满足生产要求？翻译出蛋白质，是否意味着转基因生物完全满足生产要求？71.71.怎样确定转基因植物是否具有抗性以及抗性的程度？怎样确定转基因植物是否具有抗性以及抗性的程度？72.72.总结目的基因检测和
44、鉴定的总结目的基因检测和鉴定的方法方法？73.73.基因工程育种和常规育种相比，有哪些优势？基因工程育种和常规育种相比，有哪些优势？还需要做个体生物学水平的鉴定还需要做个体生物学水平的鉴定抗原抗原- -抗体杂交抗体杂交做抗虫或抗病的接种实验（做抗虫或抗病的接种实验（抗性接种实验抗性接种实验） 能定向改造生物的遗传性状；能定向改造生物的遗传性状； 克服了远缘杂交不亲和障碍；克服了远缘杂交不亲和障碍； 能缩短育种周期。能缩短育种周期。第47页/共69页分子水平分子水平个体个体水平水平抗性接种实验抗性接种实验抗原抗体杂交法抗原抗体杂交法DNA-RNADNA-RNA分子杂交法分子杂交法DNADNA分子
45、杂交法分子杂交法受体是否具有受体是否具有转基因特征转基因特征目的基因是否翻译目的基因是否翻译目的基因是否转录目的基因是否转录目的基因是否插入目的基因是否插入方法方法检测目的检测目的第48页/共69页目的基因目的基因受体细胞受体细胞表达载体表达载体检测和鉴定检测和鉴定获取获取 方法方法基因文库基因文库PCRPCR人工合成人工合成原核基因原核基因真核基因真核基因结构结构工具酶工具酶限制酶限制酶DNADNA连接酶连接酶T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶EcoliEcoliDNADNA连接酶连接酶识别序列识别序列切割位点切割位点切割产物切割产物启动子、终止子启动子、终止子目的基因、标记目的基因、
46、标记基因、复制原点基因、复制原点组件组件载体载体质粒质粒噬菌体噬菌体动植物病毒动植物病毒方法方法动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞微生物细胞微生物细胞包括包括 显微注射法显微注射法 农杆菌转化法、基因枪法、农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法花粉管通道法 CaCa2+2+处理法处理法构建构建导入导入需要需要分子分子水平水平是否插入是否插入是否转录是否转录是否翻译是否翻译DNADNA分子杂交分子杂交DNA-RNADNA-RNA分子杂交分子杂交抗原抗体杂交抗原抗体杂交探针探针抗性接种抗性接种个体个体水平水平第49页/共69页1.31.3 基因工程的应用基因工程的应用1.1. 植物基因工程的成果和应用
47、有哪些？植物基因工程的成果和应用有哪些？2.2. 大量使用化学农药的危害有哪些？大量使用化学农药的危害有哪些？3.3. 常用的抗虫基因有哪些？常用的抗虫基因有哪些？抗虫抗虫转基因植物；转基因植物； 抗病抗病转基因植物；转基因植物；抗逆抗逆转基因植物；转基因植物； 改良改良植物品质。植物品质。造成严重的环境污染；危害人体健康；增加生产成本造成严重的环境污染；危害人体健康；增加生产成本BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等植物凝集素基因等第50页/共69页4.4. 什么是病原微生物？主要有哪些？什么是病原微生物？主要
48、有哪些？5.5. 为什么常规育种很难培育出抗病毒的作物新品种？为什么常规育种很难培育出抗病毒的作物新品种？6.6. 在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？7.7. 在抗真菌转基因植物中可使用的基因有哪些？在抗真菌转基因植物中可使用的基因有哪些？8.8. 哪些非生物的环境条件会造成农作物低产、减产？哪些非生物的环境条件会造成农作物低产、减产？引起动植物生病的微生物，主要有病毒、细菌和真菌等引起动植物生病的微生物，主要有病毒、细菌和真菌等作物自身缺少抗病毒的基因，杂交不可行；诱变育种不定向。作物自身缺少抗病毒的基因，杂交不可行；诱变育种不定向。病毒外壳蛋白
49、基因；病毒的复制酶基因病毒外壳蛋白基因；病毒的复制酶基因几丁质酶基因和抗毒素合成基因几丁质酶基因和抗毒素合成基因 盐碱、干旱、低温和涝害等盐碱、干旱、低温和涝害等第51页/共69页9.9. 利用什么基因可以提高作物的抗盐碱、抗干旱能力？利用什么基因可以提高作物的抗盐碱、抗干旱能力？10.10.怎样使作物具有抗寒、抗除草剂的能力？怎样使作物具有抗寒、抗除草剂的能力？11.11.怎样提高植物细胞中必需氨基酸的含量？怎样提高植物细胞中必需氨基酸的含量？12.12.怎样使转基因花卉呈现出原先没有的颜色变异？怎样使转基因花卉呈现出原先没有的颜色变异？调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因 导入抗冻蛋白
50、基因、导入抗除草剂基因导入抗冻蛋白基因、导入抗除草剂基因 将必需氨基酸含量多的蛋白质将必需氨基酸含量多的蛋白质_导入植物；导入植物； 改变必需氨基酸合成途径中某种改变必需氨基酸合成途径中某种_的活性。的活性。编码基因编码基因关键酶关键酶导入与植物花青素代谢有关的基因（控制酶合成的相关基因）导入与植物花青素代谢有关的基因（控制酶合成的相关基因）第52页/共69页13.13.动物基因工程的成果和应用有哪些？动物基因工程的成果和应用有哪些？14.14.如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率？如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率？15.15.怎样降低牛奶中乳糖的含量，使有乳糖不耐症的人也能喝