单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,点点生物学教学,精选课件,*,基因工程的原理和技术,点点生物学教学,精选课件,讨论,:,怎样能够在大肠杆菌中产生人的胰岛素,?,基因工程的基本原理,:,让人们感兴趣 的基因在宿主细胞中稳定和高效表达,.,点点生物学教学,精选课件,基因工程的基本操作程序主要包括,五个基本步骤：,1,）获得目的基因,2,）形成重组的,DNA,分子,3,）将重组,DNA,分子导入受体细胞,4,）筛选含有目的基因的受体细胞,5,）目的基因的表达,点点生物学教学,精选课件,步骤一：,获得目的基因,目的基因是人们所需要转移或改造的基因,获取目的基因是实施基因工程的第一步。,如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。,点点生物学教学,精选课件,目的基因的获得,人工合成,利用,PCR,技术扩增,从基因文库获得,基因文库,基因组文库,部分基因文库,已知序列,未知序列,点点生物学教学,精选课件,1,）人工合成,已知其序列,已知其,mRNA,的序列,已知其翻译产物的氨基酸序列,点点生物学教学,精选课件,2,）聚合酶链式反应即,PCR,技术,点点生物学教学,精选课件,3,）从基因文库中获取目的基因：,基因文库,:,将含有某种生物不同基因的许多,DNA,片段,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的基因,称为基因文库,(gene library),基因组文库,:,基因文库中包含了一种生物所有的基因,这种基因文库叫做基因组文库,.,部分基因文库,:,基因文库中包含了一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,.,点点生物学教学,精选课件,用,DNA,重组技术将某种生物的总,DNA,用特定的限制性内切酶切割成一个个片段，然后将这些片段随机地连接在某些质粒或其他载体上，再将它们转移到适当的宿主细胞中，通过细胞的增殖而构成各个片段的无性繁殖系（克隆），当这些克隆多到可以包括某种生物的全部基因时，这一批克隆的总体就称为该种生物的基因文库。,点点生物学教学,精选课件,这一定义也适用于线粒体,DNA,和叶绿体,DNA,，分别称为某种生物的线粒体基因文库或叶绿体基因文库。为了有效地保存基因文库，可通过细菌在固体培养基上繁殖而使包含各个特定,DNA,片段的细菌增多。通过分子杂交的方法，可以筛选出包含有所需基因的,DNA,片段的细菌（或噬菌体）。经过扩增得到大量这样的细菌（或噬菌体），从中便可分离出所需基因的,DNA,片段。建立和使用基因文库是分离高等真核生物基因的有效手段，对于基因定位和基因工程的研究都很有用。,点点生物学教学,精选课件,点点生物学教学,精选课件,步骤二：,形成重组,DNA,分子,1,）用一定的,限制酶切割质粒,，使其出现,一个切口，露出黏性末端。,2,）用,同一种,限制酶,切断目的基因,，使其产生,相同,的,黏性末端,。,3,）将切下的目的基因片段,插入质粒,的切口处，再加入适量,DNA,连接酶，形成了一个重组,DNA,分子（重组质粒）,目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。,点点生物学教学,精选课件,点点生物学教学,精选课件,常用的受体细胞：,有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。,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。,步骤三：将重组,DNA,分子导入受体细胞,点点生物学教学,精选课件,直接导入法有电击、显微注射、直接吸收、基因枪等方法。,（,1,）电击法：借助电击仪高压脉冲把目的基因打入宿主细胞。,（,2,）显微注射法：利用微量注射器在显微镜下直接把目的基因注入宿主细胞。,（,3,）直接吸收法：把目的基因和宿主细胞混在一起，让其吸收。,（,4,）基因枪法：在金属微粒上涂一层目的基因，然后发射到宿主细胞中。,间接导入法常用的载体是质粒、,噬菌体、科斯质粒。,（,1,）质粒是细菌染色体,DNA,以外的环状双链,DNA,分子，它能自我复制，也可整合到细胞染色体,DNA,中与其一起表达。质粒通常还含有标记基因，这可以从细胞的表型特征来识别。,（,2,）,噬菌体是一种细菌病毒，其环状双链,DNA,可以作为目的基因的载体。,（,3,）科斯质粒是一种杂种质粒，含有质粒和,噬菌体的部分顺序，很适合用作真核生物基因的载体。,点点生物学教学,精选课件,1,）将细菌用,CaCl,2,处理，以增大细菌细胞壁的通透性。,2,）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。,3,）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。,点点生物学教学,精选课件,步骤四：筛选含有目的基因的受体细胞,四环素,抗性基因,氨苄青霉,素抗性基因,点点生物学教学,精选课件,不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。,受体细胞摄入,DNA,分子后就说明目的基因完成了表达吗？,若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。,步骤四：目的基因的表达,点点生物学教学,精选课件,用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。,想通过基因工程得到抗虫棉，怎样证明抗虫基因已经在棉花细胞中表达了？,点点生物学教学,精选课件,1为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是,A,基因重组,B,基因突变,C,基因复制,D,基因分离,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,2利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测,A,是否有抗生素产生,B,是否有目的基因表达,C,是否有抗虫的性状出现,D,是否能分离到目的基因,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,3水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中天冬氨酸、甘氨酸和丝氨酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是,A,促使目的基因导入受体细胞,B,促使目的基因在受体细胞内复制,C,使目的基因容易被检测出来,D,使目的基因容易成功表达,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,4根据,mRNA,的信息推出获取目的基因的方法是（）,A、,用,DNA,探针测出目的基因,B、,用,mRNA,探针测出目的基因,C、,用,mRNA,反转录形成目的基因,D、,用,PCR,技术扩增,mRNA,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,5 PCR,技术扩增,DNA,需要的条件是(),目的基因引物四种脱氧核苷酸,DNA,聚合酶等,mRNA,核糖体,A、B、C、D、,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,6 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（）,A、,从基因组文库中获取,B、,从,cDNA,文库中获取,C、,从含目的基因生物细胞中获取,D、,利用,PCR,技术获取,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,7 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（）,A、,我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻。,B、,我国科学家将苏云金杆菌的某些基因转移到棉花体内，培育出抗虫棉。,C、,我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒。,D、,我国科学家通过体细胞克隆技术培育出克隆牛。,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,8 有关基因工程的叙述正确的是（）,A、,限制性内切酶只在获得目的基因时才使用,B、DNA,连接酶可以切断磷酸二酯键,C、,质粒都可以做载体,基因工程都能定向改变生物的性状,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,9 科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的,DNA,中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白,;,而且这些验收孵出的鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋,.,据此分析,(),A.,这些鸡是转基因工程的产物,B.,这种变异属于可遗传的变异,C.,该过程运用了胚胎移植技术,D.,该种变异属于定向变异,巩固练习,点点生物学教学,精选课件,10 下图是利用基因工程办法生产人白细胞干扰素的基本过程图，据图回答：,（1）过程需要_酶的参与。（2）物质是从大肠杆菌分离出的_。其化学本质是_，它必须能在宿主细胞中_。,(3)过程表明目的基因_,点点生物学教学,精选课件,