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,原核细胞的基因结构(补充内容),非编码区,非编码区,编码区,编码区上游,编码区下游,与RNA聚合酶结合位点,启动子,终止子,不编码蛋白质。,:编码蛋白质 ,连续不间断,编码区,非编码区,原核细胞的 基因结构,调控遗传信息表达,上 游有启动子,下游有终止子,启动子,真核细胞的基因结构(补充内容),编码区,与RNA聚合酶 结合位点,内含子,外显子,启动子,终止子,编码区上游,编码区下游,真核细胞的 基因结构,编码区,非编码区,外显子:能编码蛋白质的序列 内含子:不能编码蛋白质的序列,:有调控作用,上游有启动子,下游有终止子,非编码序列:,包括非编码区和内含子,原核细胞与真核细胞的基因结构比较,连续,不连续,编码区,非编码,基因工程的基本操作程序,目的基因的获取,基因表达载体的构建,将目的基因导入受体细胞,操作过程,目的基因的检测与鉴定,目的基因主要是指_,编码蛋白质的结构基因,目的基因的获取,即:将需要的基因从供体生物细胞内提取出来,目前被广泛提取使用的目的基因有:苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因(抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。,获得目的基因的方法,1)从基因文库中获取目的基因,1.什么是基因文库? 2.怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因?,2),2)利用PCR技术扩增目的基因 3)人工合成,含有一种生物的全部基因,含有一种生物的部分基因,根据基因的有关信息:如基因的转录产物mRNA,1.用一定的_切割 质粒,使其出现一个切 口,露出_。 2.用_切断目 的基因,使其产生_ _。, 核心,3.将切下的目的基因片段插入质粒的_处, 再加入适量_,形成了一个重组 DNA分子(重组质粒),限制酶,黏性末端,同一种限制酶,的黏性末端,切口,DNA连接酶,相同,(二)基因表达载体的构建,基因表达载体的构建核心,质粒,DNA分子,一个切口 两个黏性末端,两个切口 获得目的基因,DNA 连接酶,重组DNA分子(重组质粒),同一种 限制酶,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。,科学家在培育抗虫棉时,经过了许多复杂的过程和不懈的努力,才获得成功。 起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中,然后导入棉花的受精卵中,结果抗虫基因在棉花体内没有表达。 然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端),导入棉花受精卵,长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端),导入棉花受精卵,结果成长的植株,有了抗虫能力。,资 料:,基因表达载体的组成:,目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。,(三)将目的基因导入受体细胞,常用的受体细胞:,动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。,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。,转化,目的基因进入_内,并且在 受体细胞内维持_和_的过程,受体细胞,稳定,表达,方法,导入植物细胞,导入动物细胞,导入微生物细胞,农杆菌转化法,基因枪法,花粉管通道法,显微注射法, 感受态细胞吸收DNA分子,(三)将目的基因导入受体细胞,(四)目的基因的检测与鉴定,检查是否成功,检测,鉴定,检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因,检测目的基因是否转录出了mRNA,检测目的基因是否翻译成蛋白质,抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,方法,方法,方法,DNA分子杂交,DNA分子杂交,抗原-抗体杂交,PCR技术聚合酶链式反应,原理: 前提: 条件:,PCR扩增仪,DNA双链复制的基本原理,一段已知目的基因的核苷酸序列,四种脱氧核苷酸,一对引物,热稳定DNA聚合酶(Taq酶),DNA的两条链为模板,温度控制,细胞核,只有DNA的一条链,四种核糖核苷酸,RNA聚合酶,ATP,A-U C-G T-A G-C,细胞核,DNA的两条链,四种脱氧核苷酸,解旋酶、DNA聚合酶,ATP,A-T C-G T-A G-C,两个双链DNA分子,一条单链mRNA,边解旋边复制, 半保留复制,边解旋边转录,变性,1.目的基因DNA受热变性,解链; 2.引物与单链互补结合; 3.合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸。,利用PCR技术扩增目的基因,PCR技术扩增过程,a、DNA变性(90-95):双链DNA模板 在热作用下, 断裂,形成_,b、复性(55-60):系统温度降低,引物 与DNA模板结合,形成局部_。,c、延伸(70-75):在Taq酶的作用下,从 引物的5端3端延伸,合成与模板互补 的_。,氢键,单链DNA,双链,DNA链,目的基因的mRNA,单链DNA (cDNA),双链DNA (即目的基因),反转录,合成,1)反转录法: 以目的基因转录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需的基因。,蛋白质的氨基酸序列,mRNA的核苷酸序列,结构基因的核苷酸序列,目的基因,推测,推测,化学合成,2)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 :,2.微生物作受体细胞原因:,将目的基因导入微生物细胞,3.转化方法:,大肠杆菌,繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少,处理细胞 细胞表达载体与感受态细胞混合 _细胞吸收DNA分子。,Ca2+,感受态,感受态,1.常用菌:,目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农杆菌 导入植物细胞 整合到受体细胞的染色体上 目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达,1.农杆菌特点:易感染双子叶植物和裸子植物。Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞的染色体上,2.转化,如果显示出杂交带,就表明待测样品含有目的基因或目的基因已经转录。,1.下表关于基因工程中有关基因操作 的名词及对应的内容,正确的组合是,2、下列属于获取目的基因的方法的是( ) 利用mRNA反转录形成从基因组文库中提取 从受体细胞中提取 利用PCR技术 利用DNA转录 人工合成 A. B. C. D.,3.细菌的质粒分子带有一个抗菌素抗性基因,该抗性基因在基因工程中的主要作用是 A提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B有利于对目的基因是否导入进行检测 C增加质粒分子的分子量 D便于与外源基因连接 4. 有关基因工程的叙述正确的是 A限制酶只在获得目的基因时才用 B重组质粒的形成是在细胞内完成的 C质粒都可作为运载体 D蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料,5.哪项不是基因表达载体的组成部分( ) A.启动子 B.终止密码 C.标记基因 D.目的基因 6.下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法( ) A基因枪法 B显微注射法 C.农杆菌转化法 D花粉管通道法,7、构建基因组DNA文库时,首先应分离细胞的 A、染色体DNA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA,8、目的基因可从基因文库中获得,下列有关基因文库的描述正确的是 A、某生物的全套基因就是一个基因文库 B、将含有某种生物不同的许多DNA片段,导入某个生物 体内,则这个生物就是一个基因文库 C、含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库 D、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫cDNA文库,A,C,9、在遗传工程中,若有一个控制有利性状的DNA分子片段为ATGTGTACAC,要使其数量增多,可用PCR技术进行人工复制,复制时应给予的条件是 双链DNA分子为模板 ATGTG或TACAC模板链 四种脱氧核苷酸 四种核苷酸 DNA聚合酶 热稳定DNA聚合酶引物 温度变化 恒温 A B C D,D,10、在基因工程中,把选出的目的基因(共1000个脱氧核苷酸对,其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个)放入DNA扩增仪中扩增4代,那么,在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是 A.540个 B.8100个 C.17280个 D.7560个,B,11、在已知序列信息的情况下,获取目的基因的最方便方法是 A、化学合成法 B、基因组文库法 C、cDNA文库法 D、聚合酶链反应,12、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 利用PCR技术扩增目的基因 反转录法 通过DNA合成仪利用化学方法人工合成 A B C D,A,D,13、目的基因主要是指_的结构基因。获得目的基因的常见方法有三种:(1)从基因文库中获取目的基因,根据基因的_序列,基因在_上的位置,基因的_产物mRNA,基因的_产物蛋白质等获取目的基因。(2)利用PCR技术扩增目的基因,该技术是一项在_完成的核酸合成技术,前提条件是有一段已知目的基因的_序列,以便于合成_。(3)如果基因较小且核苷酸序列已知,可以通过_方法。,编码蛋白质,核苷酸,染色体,转录,表达,体外,核苷酸,引物,人工合成,14、(多选)一个基因表达载体的构建应包括 A目的基因 B启动子 C终止子 D标记基因,ABCD,15、下列关于基因表达载体的叙述不正确的是 A启动子是与RNA聚合酶识别和结合的部位,是起始密码 B启动子和终止子都是特殊结构的DNA短片段,对mRNA的转录起调控作用 C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 D基因表达载体的构建视受体细胞及导入方式不同而有所差别,A,16、目前转基因工程可以 A. 打破地理隔离但不能突破生殖隔离 B. 打破生殖隔离但不能突破地理隔离 C. 完全突破地理隔离和生殖隔离 D. 部分突破地理隔离和生殖隔离,C,17、基因工程中科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞,原因是 A结构简单、操作方便 B繁殖速度快 C遗传物质含量少、简单 D性状稳定、变异少 18、基因工程常用的受体细胞有 大肠杆菌 枯草杆菌 支原体 动植物细胞 A B C D,B,D,19、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的,在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的步骤是 A.人工合成基因 B.目的基因与运载体结合 C.将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的检测和表达,C,20. 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 将毒素蛋白质注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组,导入细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养 A B C D,C,21. 下列属于基因工程中导入目的基因方法的是 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管道法 显微注射法 胚胎移植 DNA分子杂交法 A B C D,C,23、有关基因工程的叙述正确的是 ( ) A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料,D,22
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