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1、基因工程的基本操作程序精华第一页，讲稿共六十一页哦第第2 2节节 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序第二页，讲稿共六十一页哦基因工程基本操作的四个步骤：基因工程基本操作的四个步骤：第一步：第一步：目的基因的获取目的基因的获取第二步：第二步：基因表达载体的构建基因表达载体的构建第三步：第三步：将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞第四步：第四步：目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定第三页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取1.1.什么是目的基因什么是目的基因？主要是指主要是指编码蛋白质编码蛋白质的结构基因。的结构基因。补充：补充：基因的结构基因的结构编码区编
2、码区非编码区非编码区编码区上游编码区上游 非编码区非编码区编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子(1)(1)原核基因的结构：原核基因的结构：与与RNARNA聚合聚合酶结合位点酶结合位点转录转录起点起点转录转录终点终点终止子：终止子：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片断，能片断，能终止终止mRNAmRNA的转录的转录编码蛋白质编码蛋白质(编码序列编码序列编码序列编码序列)调控遗传信息的表达调控遗传信息的表达(调控序列调控序列调控序列调控序列)启动子：启动子：位于基因的首端的一段特殊的位于基因的首端的一段特殊的DNADNA片断，它片断，它是是RNARNA聚合
3、酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出转录出mRNAmRNA，最终获得蛋白质，最终获得蛋白质第四页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取1.1.什么是目的基因什么是目的基因？主要是指主要是指编码蛋白质编码蛋白质的结构基因。的结构基因。补充：补充：基因的结构基因的结构(2)(2)真核基因的结构：真核基因的结构：转录转录mRNAmRNA前体前体翻译翻译肽链肽链内含子内含子内含子内含子 外显子外显子外显子外显子 编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区启动子启动子终止子终止子加工加工成熟成熟mRNAmRNA第五页，讲稿共六十一页哦一
4、、目的基因的获取一、目的基因的获取1.1.什么是目的基因什么是目的基因？主要是指主要是指编码蛋白质编码蛋白质的结构基因。的结构基因。2.2.获取方法：获取方法：(1)(1)从基因文库中获取：从基因文库中获取：基因文库：基因文库：将将含有某种生物不同基因的许多含有某种生物不同基因的许多DNADNA片段片段，导，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生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。物的不同基因。基因文库的分类：基因文库的分类：按外源按外源DNADNA片段的来源分类片段的来源分类基基 因因 组组 文文 库：库：部分基因文库：部分基因文库：含有一种生物的含有一种生
5、物的全部基因全部基因含有一种生物的含有一种生物的部分基因部分基因第六页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取1.1.什么是目的基因什么是目的基因？主要是指主要是指编码蛋白质编码蛋白质的结构基因。的结构基因。2.2.获取方法：获取方法：(1)(1)从基因文库中获取：从基因文库中获取：获取目的基因的根据：获取目的基因的根据：根据目的基因的有关信息根据目的基因的有关信息，例如，根据，例如，根据基因的基因的核苷酸序列核苷酸序列、基因的功能基因的功能、基因在染色体上的位置基因在染色体上的位置、基因的转录产物基因的转录产物mRNAmRNA，以及，以及基因的表达产物蛋白基因的表达产物蛋白质质
6、等特性来获取目的基因。等特性来获取目的基因。建立基因文库的目的：建立基因文库的目的：为了在为了在不知目的基因序列的情况下不知目的基因序列的情况下，便于获得所，便于获得所需的目的基因。需的目的基因。第七页，讲稿共六十一页哦(1)(1)从基因文库中获取：从基因文库中获取：基因文库的构建：基因文库的构建：基因组文库的构建：基因组文库的构建：直接分离法直接分离法(鸟枪法鸟枪法)提取某种生物的全部提取某种生物的全部DNADNADNADNA用适当的限制酶切用适当的限制酶切一定大小的一定大小的DNADNA片段片段将将DNADNA片段与载体连接片段与载体连接导入受体菌中储存导入受体菌中储存导入受体菌中储存导入
7、受体菌中储存基因组文库注意：注意：基因文库的组建过程基因文库的组建过程就包含了基因工程的步骤。就包含了基因工程的步骤。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第八页，讲稿共六十一页哦(1)(1)从基因文库中获取：从基因文库中获取：基因文库的构建：基因文库的构建：cDNAcDNA文库的构建：文库的构建：反转录法反转录法某种生物的单链某种生物的单链mRNAmRNA单链互补单链互补单链互补单链互补DNADNADNADNA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cDNA文库反反反反(逆逆逆逆
8、)转录酶转录酶转录酶转录酶DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶第九页，讲稿共六十一页哦(1)(1)从基因文库中获取：从基因文库中获取：基因文库的构建：基因文库的构建：基因组文库和基因组文库和cDNAcDNA文库的区别：文库的区别：文库类型文库类型cDNA文库文库基因组文库基因组文库文库大小文库大小小小大大基因中启动子基因中启动子无无有有基因中内含子基因中内含子无无有有基因多少基因多少某种生物的某种生物的部部分基因分基因某种生物的某种生物的全部基因全部基因物种间的基因交流物种间的基因交流可以可以部分基因可部分基因可以以第十页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取1.1
9、.什么是目的基因什么是目的基因？主要是指主要是指编码蛋白质编码蛋白质的结构基因。的结构基因。2.2.获取方法：获取方法：(1)(1)从基因文库中获取：从基因文库中获取：从基因文库中获取目的基因的优点：从基因文库中获取目的基因的优点：操作简便操作简便。从基因文库中获取目的基因的缺点：从基因文库中获取目的基因的缺点：工作量大，具有一定的盲目性工作量大，具有一定的盲目性。第十一页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取2.2.获取方法：获取方法：(2)(2)利用利用PCRPCR技术扩增目的基因：技术扩增目的基因：什么是什么是PCRPCR？PCRPCR全称为全称为聚合酶链式反应聚合酶链式
10、反应，是一项在生物，是一项在生物体体外复制外复制特定特定DNADNA片段片段的核酸合成技术。的核酸合成技术。PCRPCR的原理：的原理：利用利用DNADNA双链复制双链复制的原理。的原理。条件：条件：要有一段要有一段已知目的基因的核苷酸序列已知目的基因的核苷酸序列【前提条件】、四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸、引物引物、热稳定热稳定DNADNA聚合酶聚合酶(TaqTaq酶酶)等。等。第十二页，讲稿共六十一页哦(2)(2)利用利用PCRPCR技术扩增目的基因：技术扩增目的基因：过程：过程：脱氧脱氧脱氧脱氧胞苷胞苷胞苷胞苷三磷酸三磷酸三磷酸三磷酸 脱氧脱氧腺苷腺苷三磷酸三磷酸 脱氧脱氧鸟苷鸟苷三磷酸三
11、磷酸 脱氧脱氧脱氧脱氧胸苷胸苷胸苷胸苷三磷酸三磷酸三磷酸三磷酸 第十三页，讲稿共六十一页哦(2)(2)利用利用PCRPCR技术扩增目的基因：技术扩增目的基因：过程：过程：A.A.变性变性(90-95)(90-95)：双链双链DNADNA模板在模板在热作用热作用下，下，氢键断裂氢键断裂，形成，形成单链单链DNADNA。B.B.退火退火(55-65)(55-65)：系统温度降低，引物与系统温度降低，引物与DNADNA模板结合，形成模板结合，形成局部双链局部双链。C.C.延伸延伸(70-75)(70-75)：在在在在TaqTaqTaqTaq酶的作用下，从引物的酶的作用下，从引物的酶的作用下，从引物的
12、酶的作用下，从引物的5555端端端端3333端延伸，合成端延伸，合成端延伸，合成端延伸，合成与模板互补的与模板互补的与模板互补的与模板互补的DNADNADNADNA链。链。链。链。D.D.多次重复：多次重复：第十四页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取2.2.获取方法：获取方法：(2)(2)利用利用PCRPCR技术扩增目的基因：技术扩增目的基因：方式：方式：以以指数方式扩增指数方式扩增，即，即2 2n n(n(n为扩增循环的次数为扩增循环的次数)。第十五页，讲稿共六十一页哦PCRPCR技术扩增与技术扩增与DNADNA复制的比较：复制的比较：PCR技术技术DNA复制复制相相同同
13、点点原理原理原料原料条件条件不不同同点点解旋解旋方式方式场所场所酶酶结果结果碱基互补配对碱基互补配对四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸模板、能量、酶模板、能量、酶DNADNA在高温下变性解旋在高温下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化体外复制体外复制细胞核内细胞核内热稳定的热稳定的DNADNA聚合酶聚合酶细胞内的细胞内的DNADNA聚合酶聚合酶大量的大量的DNADNA片段片段形成整个形成整个DNADNA分子分子2.2.获取方法：获取方法：(2)(2)利用利用PCRPCR技术扩增目的基因：技术扩增目的基因：第十六页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取2.2.获取方法：获取方法：(3)(3)化
14、学方法人工合成：化学方法人工合成：如果如果基因比较小基因比较小，核苷酸序列又已知核苷酸序列又已知，也，也可以通过可以通过DNADNA合成仪合成仪用用化学方法直接人工合化学方法直接人工合成成。第十七页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取练一练：练一练：1.1.多聚酶链式反应多聚酶链式反应多聚酶链式反应多聚酶链式反应(PCR)(PCR)是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增DNADNA片段的片段的片段的片段的技术。技术。技术。技术。PCRPCR过程一般经历下述三十多次循环：过程一般经历下述三十多次循环：过程一般经历下述三十多次循环：过程一般经历下
15、述三十多次循环：9595下使模下使模下使模下使模板板板板DNADNA变性、解链变性、解链变性、解链变性、解链5555下复性下复性下复性下复性(引物与引物与引物与引物与DNADNA模板链结合模板链结合模板链结合模板链结合)7272下引物链延伸下引物链延伸下引物链延伸下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链形成新的脱氧核苷酸链形成新的脱氧核苷酸链形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关。下列有关。下列有关。下列有关PCRPCR过程的叙述中不正确的是过程的叙述中不正确的是过程的叙述中不正确的是过程的叙述中不正确的是()()A A变性过程中破坏的是变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，分子内碱基对之间的氢
16、键，分子内碱基对之间的氢键，分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现也可利用解旋酶实现也可利用解旋酶实现也可利用解旋酶实现B B复性过程中引物与复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互模板链的结合是依靠碱基互模板链的结合是依靠碱基互模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成补配对原则完成补配对原则完成补配对原则完成C延伸过程中需要延伸过程中需要DNA聚合酶、聚合酶、聚合酶、聚合酶、ATPATP、四种核糖核苷、四种核糖核苷酸酸DPCR与细胞内与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较复制相比所需要酶的最适温度较复制相比所需要酶的最适温度较复制相比所需要酶的最适温度较高高高高C第十八页，讲稿共
17、六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取练一练：练一练：2.获取目的基因的方法有多种，下列不属于目的基获取目的基因的方法有多种，下列不属于目的基因获取方法的是因获取方法的是()A从基因组文库中获取从基因组文库中获取B从从cDNA文库中获取文库中获取 C从含目的基因生物细胞中获取从含目的基因生物细胞中获取D利用利用PCR技术获取技术获取C3.PCR技术扩增技术扩增DNA，需要的条件是，需要的条件是()目的基因目的基因 引物引物 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等 mRNA 核糖体核糖体A BC DA第十九页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取练一练：练一练
18、：4.有关基因工程的叙述正确的是有关基因工程的叙述正确的是()A限制酶只在获取目的基因时才用限制酶只在获取目的基因时才用B重组质粒的形成是在细胞内完成的重组质粒的形成是在细胞内完成的C质粒都可以作为运载体质粒都可以作为运载体D蛋白质的氨基酸排列顺序可以为合成目的基因提蛋白质的氨基酸排列顺序可以为合成目的基因提供线索供线索D5.在基因工程技术中，下列方法与目的基因获得无在基因工程技术中，下列方法与目的基因获得无关的是关的是()A辐射诱变法辐射诱变法 B从基因文库中获取从基因文库中获取 C反转录法反转录法 D人工合成法人工合成法A第二十页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取练一练
19、：练一练：6.下列关于基因工程的说法中，正确的是下列关于基因工程的说法中，正确的是()A基因工程的设计和施工都是在细胞水平上进行的基因工程的设计和施工都是在细胞水平上进行的B目前基因工程所有的目的基因都是从供体细胞中目前基因工程所有的目的基因都是从供体细胞中直接分离得到的直接分离得到的C只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么目只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功进行表达的基因一定能成功进行表达D基因工程能使科学家打破物种界限，定向改造生基因工程能使科学家打破物种界限，定向改造生物性状物性状D第二十一页，讲稿共六十一页哦一、目的基因的获取一、目的基因的获取练一练：练一练：7.
20、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()从基因文库中获取目的基因从基因文库中获取目的基因 利用利用PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因反转录法反转录法通过通过DNA合成仪利用化学方法人工合成合成仪利用化学方法人工合成A B C DD第二十二页，讲稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建1.1.构建目的：构建目的：使使目的基因在受体细胞中稳定存在目的基因在受体细胞中稳定存在，并，并且且可以遗传给下一代可以遗传给下一代，同时，使，同时，使目的基因能目的基因能够表达和发挥作用够表达和发挥作用。2.2.基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：
21、目的基因目的基因启动子启动子终止子终止子标记基因标记基因第二十三页，讲稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建1.1.构建目的：构建目的：使使目的基因在受体细胞中稳定存在目的基因在受体细胞中稳定存在，并，并且且可以遗传给下一代可以遗传给下一代，同时，使，同时，使目的基因能够目的基因能够表达和发挥作用表达和发挥作用。2.2.基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：想一想：想一想：想一想：想一想：启动子、终止子和标记基因分别有什么作用？启动子、终止子和标记基因分别有什么作用？启动子、终止子和标记基因分别有什么作用？启动子、终止子和标记基因分别有什么作用？启动子：启动子：启动子：启
22、动子：位于位于位于位于基因的首端基因的首端基因的首端基因的首端的一段特殊的的一段特殊的的一段特殊的的一段特殊的DNADNA片断，是片断，是片断，是片断，是RNARNARNARNA聚聚聚聚合酶识别和结合的部位合酶识别和结合的部位合酶识别和结合的部位合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出，有了它才能驱动基因转录出，有了它才能驱动基因转录出，有了它才能驱动基因转录出mRNAmRNA，最终获得蛋白质，但启动子本身不被转录。，最终获得蛋白质，但启动子本身不被转录。，最终获得蛋白质，但启动子本身不被转录。，最终获得蛋白质，但启动子本身不被转录。终止子：终止子：终止子：终止子：位于位于位于位于基因的
23、尾端基因的尾端基因的尾端基因的尾端的一段特殊的的一段特殊的的一段特殊的的一段特殊的DNADNA片断，能片断，能片断，能片断，能终止终止终止终止mRNAmRNAmRNAmRNA的转录的转录的转录的转录。标记基因：标记基因：标记基因：标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因鉴别受体细胞中是否含有目的基因鉴别受体细胞中是否含有目的基因鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目，从而将有目，从而将有目，从而将有目的基因的细胞筛选出来。的基因的细胞筛选出来。的基因的细胞筛选出来。的基因的细胞筛选出来。第二十四页，讲稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建3.3.构建表达载体：构建表达载
24、体：同一种同一种 限制酶限制酶载体载体(如质粒如质粒)DNADNA分子分子(含目的基因含目的基因)一个一个切口切口两个两个黏性末端黏性末端两个两个切口切口(两个黏性两个黏性末端末端)的目的基因的目的基因基因表达载体基因表达载体(如重组质粒如重组质粒)DNA DNA 连接酶连接酶第二十五页，讲稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建3.3.构建表达载体：构建表达载体：(1)(1)用一定的用一定的_切割质粒，使其出现一个切切割质粒，使其出现一个切口，露出口，露出_。(2)(2)用用_切断目的基因，使其产生切断目的基因，使其产生_。(3)(3)将切下的目的基因片段插入质粒的将切下的
25、目的基因片段插入质粒的_处，处，黏性末端因黏性末端因_而相连，再加入而相连，再加入适量适量_，形成了一个重组，形成了一个重组DNADNA分子分子(重重组质粒组质粒)。限制酶限制酶黏性末端黏性末端同一种限制酶同一种限制酶切口切口碱基互补配对原则碱基互补配对原则相同的黏性末端相同的黏性末端DNADNA连接酶连接酶第二十六页，讲稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建3.3.构建表达载体：构建表达载体：特别提醒：特别提醒：(1)(1)用限制酶切割载体和含目的基因的用限制酶切割载体和含目的基因的DNADNA分子时，分子时，可以使用不同的限制性核酸内切酶可以使用不同的限制性核酸内切酶,
26、但是但是必须切出必须切出相同黏性末端相同黏性末端。(2)(2)不同基因可以拼接的原因：不同基因可以拼接的原因：不同生物的基因不同生物的基因具有相同的结构和化学组成具有相同的结构和化学组成，都是双螺旋结构，都，都是双螺旋结构，都由四种脱氧核糖核苷酸组成，都遵循相同的碱基互由四种脱氧核糖核苷酸组成，都遵循相同的碱基互补配对原则：补配对原则：ATAT，GCGC。(3)(3)目的基因与载体的结合过程，实际上是目的基因与载体的结合过程，实际上是不同不同来源的基因重组的过程来源的基因重组的过程。第二十七页，讲稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建练一练：练一练：1.如如图图为为基基因因
27、表表达达载载体体的的模模式式图图，下下列列有有关关基基因因工工程程中中载载体的体的说说法法错误错误的是的是()A基基因因工工程程的的核核心心步步骤骤是是基基因表达因表达载载体构建体构建B任任何何基基因因表表达达载载体体的的构构建建都是一都是一样样的，没有差的，没有差别别C图图中中启启动动子子位位于于基基因因的的首首端端，是是RNA聚聚合合酶酶识识别别和和结结合的部位合的部位D抗抗生生素素抗抗性性基基因因的的作作用用是是作作为为标标记记基基因因，用用于于鉴鉴别别受受体体细细胞中是否胞中是否导导入了目的基因入了目的基因B第二十八页，讲稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建练一练
28、：练一练：2.2.下下列列操操作作中中不不属属于于基基因因表表达达载载体体构构建建过过程程的的是是()A.A.用一定的限制用一定的限制酶酶切割切割质质粒露出黏性末端粒露出黏性末端B.B.用同一种限制用同一种限制酶酶切割目的基因露出黏性末端切割目的基因露出黏性末端C.C.将切下的目的基因片段插入将切下的目的基因片段插入质质粒切口粒切口处处D.D.将重将重组组DNADNA导导入受体入受体细细胞中胞中D D3.3.下列哪下列哪项项不是基因表达不是基因表达载载体的体的组组成部分成部分()()A.A.启启动动子子 B.B.终终止子止子C.C.标记标记基因基因 D.D.复制原点复制原点D D第二十九页，讲
29、稿共六十一页哦二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建练一练：练一练：4.4.下列关于基因表达载体的叙述不正确的是下列关于基因表达载体的叙述不正确的是()()A A启动子是与启动子是与RNARNA聚合酶识别和结合的部位，是起始聚合酶识别和结合的部位，是起始密码密码B B启动子和终止子都是特殊结构的启动子和终止子都是特殊结构的DNADNA短片段，对短片段，对mRNAmRNA的转录起调控作用的转录起调控作用C C标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因从标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因从而便于筛选而便于筛选D D基因表达载体的构建视受体细胞及导入方式不基因表达载体的构建视受体细胞及
30、导入方式不同而有所差别同而有所差别A第三十页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞1.1.什么是转化？什么是转化？目的基因进入受体细胞目的基因进入受体细胞内，并且内，并且在在 受体受体细胞内维持稳定和表达细胞内维持稳定和表达的过程。的过程。2.2.常用的受体细胞：常用的受体细胞：大肠杆菌大肠杆菌、枯草杆菌、枯草杆菌、农杆菌农杆菌、酵母菌酵母菌和和动植物细胞动植物细胞等。等。3.3.将目的基因导入受体细胞的原理：将目的基因导入受体细胞的原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。第三十一页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基
31、因导入受体细胞4.4.将目的基因导入植物细胞：将目的基因导入植物细胞：适用范围：适用范围：(1)(1)农杆菌转化法：农杆菌转化法：双子叶植物双子叶植物和和裸子植物裸子植物。小知识：小知识：植物的分类植物的分类依据是否依据是否形成种子形成种子种子种子植物植物裸子植物：裸子植物：松、杉、柏、银杏松、杉、柏、银杏被子植物被子植物双子叶植物：双子叶植物：花生、大豆花生、大豆单子叶植物：单子叶植物：水稻、玉米水稻、玉米孢子植孢子植物物藻类植物：藻类植物：衣藻、水绵、海带衣藻、水绵、海带苔藓植物：苔藓植物：葫芦藓、地钱葫芦藓、地钱蕨类植物：蕨类植物：肾厥、满江红肾厥、满江红第三十二页，讲稿共六十一页哦三、
32、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞4.4.将目的基因导入植物细胞：将目的基因导入植物细胞：农杆菌特点：农杆菌特点：(1)(1)农杆菌转化法：农杆菌转化法：在自然条件下在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。当植物而对大多数单子叶植物没有感染能力。当植物受到损伤时受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆，这时农杆菌的菌的TiTi质粒上的质粒上的T-DNAT-DNA可转移至受体细胞，并整可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体合到受
33、体细胞染色体DNADNA上。上。第三十三页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞4.4.将目的基因导入植物细胞：将目的基因导入植物细胞：转化过程：转化过程：(1)(1)农杆菌转化法：农杆菌转化法：第三十四页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞4.4.将目的基因导入植物细胞：将目的基因导入植物细胞：(2)(2)基因枪法：基因枪法：适用范围：适用范围：适用于适用于单子单子叶植物叶植物，但，但成本成本较高较高。第三十五页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞4.4.将目的基因导入植物细胞：将目的基因导入
34、植物细胞：(3)(3)花粉管通道法：花粉管通道法：适用范围：适用范围：适用于适用于被子植物被子植物，且十分简便经济。，且十分简便经济。胚珠胚珠花药花药花丝花丝柱头柱头花柱花柱子房壁子房壁子房子房雄雄蕊蕊雌雌蕊蕊第三十六页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞5.5.将目的基因导入动物细胞：将目的基因导入动物细胞：(1)(1)导入方法：导入方法：显微注射法显微注射法。(2)(2)过程：过程：目的基因表达载体提纯目的基因表达载体提纯从雌性动物内从雌性动物内取取出卵出卵(卵在体内或体外受精卵在体内或体外受精)并进行并进行显微注射显微注射 含含目的基因的受精卵目的基因的
35、受精卵胚胎早期培养胚胎早期培养至囊胚期再至囊胚期再移移植植到雌性动物到雌性动物输卵管或子宫输卵管或子宫，使其，使其发育发育成具有成具有新新性状的动物性状的动物。第三十七页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞6.6.将目的基因导入微生物：将目的基因导入微生物：(1)(1)原核生物特点：原核生物特点：繁殖快繁殖快、单细胞单细胞、遗传物质少遗传物质少。(2)(2)方法：方法：用用CaCa2+2+处理细胞处理细胞感受态细胞表达载体感受态细胞表达载体与感受态细胞混合与感受态细胞混合感受态细胞吸收感受态细胞吸收DNADNA分分子子。第三十八页，讲稿共六十一页哦三、将目的基
36、因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞知识拓展：知识拓展：(1)不不同同生生物物的的受受体体细细胞胞不不同同：植植物物一一般般为为体体细细胞胞(也也可可以以受受精精卵卵)，动动物物一一般般为为受受精精卵卵，微微生生物物一一般般为大肠杆菌为大肠杆菌。(2)上上图图中中发发生生与与发发生生相相比比，会会使使目目的的基基因因的的遗遗传传特特性性得得以以稳稳定定维维持持和和表表达达，原原因因是是在在进进行行细细胞胞分分裂裂时时，细细胞胞核核上上的的DNA经经复复制制后后平平均均分分配配到到两两个个子子细细胞胞中中，保保证证了了亲亲子子代代遗遗传传性性状状的的稳稳定定性性，而而细细胞胞分分裂裂时时，细
37、细胞胞质质是是不不均均分分的的，子子细细胞胞不不一一定定含含有目的基因有目的基因。第三十九页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞练一练：练一练：1.1.基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是作为受体细胞，主要原因是()()A A结构简单，操作方便结构简单，操作方便B B繁殖速度快繁殖速度快C C遗传物质含量少、简单遗传物质含量少、简单D D性状稳定性状稳定,变异少变异少B2.2.在培育下列作物的转基因品种时，适合用农杆菌转在培育下列作物的转基因品种时，适合用农杆菌转化法导入目的基因的是化法导
38、入目的基因的是()()A A小麦小麦 B B玉米玉米 C C大豆大豆 D D水稻水稻C第四十页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞练一练：练一练：3.3.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是的做法正确的是()()将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNADNA序列，注射到棉受精卵中序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNADNA序列，与质粒重组，导人细菌，序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养用该细
39、菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNADNA序列，与细菌质粒重组，注射序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵到棉的子房并进入受精卵A.B.C.D.A.B.C.D.C第四十一页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞练一练：练一练：4.4.回答有关基因工程的问题：回答有关基因工程的问题：(1)(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNADNA后，可能后，可能产生黏性末端，也可能产生产生黏性末端，也可能产生_末端。若要在限制酶切割目的基末端。若要在限制酶切割目的基因和
40、质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_(相同、不同相同、不同)黏性末端的限制酶。黏性末端的限制酶。(2)(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_。在表达载体转化大肠。在表达载体转化大肠杆菌时，常用杆菌时，常用_处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了检测胰岛素基因是否转录出了mRNAmRNA，可用标记的胰岛素基因片段作，可用标记的胰
41、岛素基因片段作探针与探针与mRNAmRNA杂交，该杂交技术称为杂交，该杂交技术称为_。为了。为了检测胰岛素基因转录的检测胰岛素基因转录的mRNAmRNA是否翻译成是否翻译成_，常用，常用_杂交技术。杂交技术。平平相同相同RNA聚合聚合酶酶识别识别和和结结合的位点，有了它才能合的位点，有了它才能驱动驱动基因基因转录转录出出mRNA，最，最终获终获得所需要的蛋白得所需要的蛋白质质人胰人胰岛岛素素Ca2DNA分子分子杂杂交技交技术术抗原抗原抗原抗原抗体抗体抗体抗体第四十二页，讲稿共六十一页哦三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞练一练：练一练：4.4.回答有关基因工程的问题：回答有关基
42、因工程的问题：(3)(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌将目的基因插入农杆菌TiTi质粒的质粒的_中，然后用该农杆菌中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过感染植物细胞，通过DNADNA重组将目的基因插入植物细胞的重组将目的基因插入植物细胞的_上。上。TDNA染色体的染色体的DNA第四十三页，讲稿共六十一页哦四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定1.1.分子水平的检测：分子水平的检测：(1)(1)导入检测：即检测导入检测：即检测转基因生物的转基因生物的DNADNA上是否上是否插入了目的基因插入了
43、目的基因。这是这是目的基因能够在受体细胞中稳定遗传目的基因能够在受体细胞中稳定遗传的关键的关键。方法：方法：DNADNA分子杂交技术分子杂交技术。过程：过程：将转基因生物的将转基因生物的DNADNA提取出来提取出来，在，在含有目的基含有目的基因的因的DNADNA片段片段上用上用放射性同位素等作标记放射性同位素等作标记，以此作，以此作为为探针，使探针与基因组使探针与基因组DNADNA杂交杂交，如果，如果显示出杂显示出杂交带交带，就表明目的基因已插入染色体，就表明目的基因已插入染色体DNADNA中。中。第四十四页，讲稿共六十一页哦过程：过程：放射性同放射性同 位素标记位素标记目的基因的目的基因的D
44、NADNA片段片段TACGGTCATGTCGCATGCTAGTACGGTCATGTCGCATGCTAGATGCCAGTACAGCGTACGATCATGCCAGTACAGCGTACGATCGTACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针待测转基因生物待测转基因生物1 1染色体染色体DNADNA单链单链TACGGTCATGTCGCATGCTAGTACGGTCATGTCGCATGCTAG待测转基因生物待测转基因生物2 2染色体染色体DNADNA单链单链ATCCGGTGTAGGTCATGCTCGATCCGGTGTAGGTCATGCTCGGTACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针G
45、TACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针显示出杂交带不能显示出杂交带第四十五页，讲稿共六十一页哦四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定1.1.分子水平的检测：分子水平的检测：(1)(1)导入检测：即检测导入检测：即检测转基因生物的转基因生物的DNADNA上是否上是否插入了目的基因插入了目的基因。方法：方法：DNADNA分子杂交技术分子杂交技术。过程：过程：检测受体细胞检测受体细胞是否具有标记基因所控制的性是否具有标记基因所控制的性状状，如果具有标记基因所控制的性状，就表明受体，如果具有标记基因所控制的性状，就表明受体细胞中含有目的基因，从而可以细胞中含有目的基因，从而可
46、以筛选筛选出含有目的出含有目的基因的受体细胞。基因的受体细胞。想一想：想一想：欲检测受体细胞中是否含有目的基因，除欲检测受体细胞中是否含有目的基因，除了了DNADNA分子杂交法外，可以如何检测？分子杂交法外，可以如何检测？第四十六页，讲稿共六十一页哦四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定1.1.分子水平的检测：分子水平的检测：(2)(2)转录检测：即检测转录检测：即检测目的基因是否转录出了目的基因是否转录出了mRNAmRNA。这是这是检测目的基因是否发挥功能作用的第检测目的基因是否发挥功能作用的第一步一步。方法：方法：(DNA-RNA)(DNA-RNA)分子杂交技术分子杂交技术。过程
47、：过程：从转基因生物中从转基因生物中提取出提取出mRNAmRNA，在，在含有目的基含有目的基因的因的DNADNA片段片段上用上用放射性同位素等作标记放射性同位素等作标记，以此作为，以此作为探针，使探针与使探针与mRNAmRNA杂交杂交，如果，如果显示出杂交带显示出杂交带，就表明目的基因在转基因生物中已经转录出了就表明目的基因在转基因生物中已经转录出了mRNAmRNA。第四十七页，讲稿共六十一页哦过程：过程：放射性同放射性同 位素标记位素标记目的基因的目的基因的DNADNA片段片段TACGGTCATGTCGCATGCTAGTACGGTCATGTCGCATGCTAGATGCCAGTACAGCGTA
48、CGATCATGCCAGTACAGCGTACGATCGTACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针待测转基因生物待测转基因生物1 1中的中的mRNAmRNAUACGGUCAUGUCGCAUGCUAUACGGUCAUGUCGCAUGCUAG G待测转基因生物待测转基因生物2 2中的中的mRNAmRNAAUCCGGUGUAGGUCAUGCUAUCCGGUGUAGGUCAUGCUCGCGGTACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针GTACAGCGTAGTACAGCGTA基因探针基因探针显示出杂交带不能显示出杂交带第四十八页，讲稿共六十一页哦四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的
49、检测与鉴定1.1.分子水平的检测：分子水平的检测：(3)(3)翻译检测：即检测翻译检测：即检测目的基因是否翻译成相目的基因是否翻译成相应的蛋白质应的蛋白质。这是这是检测目的基因是否发挥功能作用的第二检测目的基因是否发挥功能作用的第二步步。方法：方法：抗原抗原抗体杂交技术抗体杂交技术。过程：过程：从转基因生物中从转基因生物中提取出蛋白质提取出蛋白质，用，用相应的抗体进相应的抗体进行抗原行抗原抗体杂交抗体杂交，如果，如果显示出杂交带显示出杂交带，就表明目，就表明目的基因已形成蛋白质产品。的基因已形成蛋白质产品。第四十九页，讲稿共六十一页哦过程：过程：目的基因目的基因动物动物(如小鼠如小鼠)体内体内
50、抗体抗体转基因生物转基因生物中蛋白质中蛋白质抗原蛋白质蛋白质表达表达显示出杂交带目的基因已形成蛋白质第五十页，讲稿共六十一页哦四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定2.2.个体生物学水平的鉴定：个体生物学水平的鉴定：(1)(1)实例实例1 1：一个抗虫或抗病的基因导入植物细一个抗虫或抗病的基因导入植物细胞后，是否赋予了抗虫或抗病的特性，需要做胞后，是否赋予了抗虫或抗病的特性，需要做抗虫或抗病的接种实验抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有抗性，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。以及抗性的程度。(2)(2)实例实例2 2：有的基因工程产品需要与天然产品有的基因工程产品需要与天然产品进进行