基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果DNA重組技術(shù)基因DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)獲得符合人們需要的新產(chǎn)品對基因進(jìn)行操作的“手術(shù)刀”、“縫合針”、“運(yùn)輸工具”分別是什么物質(zhì)？有何作用？基因工程的剪切、拼接、導(dǎo)入、表達(dá)的具體過程是怎么樣的呢？基因工程的基本操作程序1、目的基因的獲取2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4、目的基因的檢測與鑒定剪切：拼接：導(dǎo)入：表達(dá)：

一、目的基因的獲取目的基因：主要指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因.例如：蘇云金桿菌抗蟲基因人胰島素基因種子貯藏蛋白基因植物抗病基因……什么是目的基因？目的基因的來源？1、從自然界中已有的物種中分離2、人工方法合成

獲取目的基因的常用方法：1、從基因文庫中獲取目的基因什么是基因文庫？

將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導(dǎo)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為什么要構(gòu)建基因文庫？直接從含有目的基因的生物體內(nèi)提取不行嗎？提示：如果所需要的目的基因的序列完全不知，或只知道目的基因序列的一段，或想從一種生物體內(nèi)獲得許多基因，或者想知道這種生物與另一種生物之間有多少基因不同，或者想知道一種生物在個體發(fā)育的不同階段表達(dá)的基因有什么不同，或者想得到一種生物的全基因組序列，往往就需要構(gòu)建基因文庫?；蛭膸旆N類基因組文庫：含有某種生物的全部基因部分基因文庫（如cDNA文庫）：含有某種生物的一部分基因如何構(gòu)建基因組文庫和部分基因文庫呢？2)部分基因文庫（cDNA文庫）基因重組反轉(zhuǎn)錄酶mRNAcDNA某種生物的單鏈mRNA反轉(zhuǎn)錄酶互補(bǔ)的單鏈DNADNA聚合酶雙鏈CDNA片段與載體連接導(dǎo)入受體菌種儲存CDNA文庫如何從基因文庫中獲取所需要的基因？依據(jù)：目的基因的有關(guān)信息。如：根據(jù)基因的核苷酸序列基因的功能基因在染色體上的位置基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性。2、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因——一段已知的目的基因序列過程：a、DNA變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，_____斷裂，形成___________b、退火（復(fù)性55℃-60℃）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈質(zhì)粒DNA分子限制酶處理一個切口形成兩個黏性末端或平末端兩個切口獲得含有相同黏性末端的目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）同一種二.基因表達(dá)載體的構(gòu)建(一)過程:科學(xué)家在培育抗蟲棉時，經(jīng)歷了多次失敗，才獲得成功。起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因插入載體質(zhì)粒中，然后導(dǎo)入棉花的受精卵中，結(jié)果抗蟲基因在棉花體內(nèi)沒有表達(dá)。然后在插入抗蟲基因的質(zhì)粒中插入啟動子(抗蟲基因首端)，導(dǎo)入棉花受精卵，長成的棉花植株還是沒有抗蟲能力?？茖W(xué)家又在有啟動子、抗蟲基因的質(zhì)粒中插入終止子(抗蟲基因末端)，導(dǎo)入棉花受精卵，結(jié)果成長的植株，有了抗蟲能力。資料:作為基因表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么？閱讀與思考：①啟動子、終止子有何作用？②標(biāo)記基因有什么作用？啟動子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片斷，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得蛋白質(zhì)終止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片斷，能終止mRNA的轉(zhuǎn)錄標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將有目的基因的細(xì)胞篩選出來啟動子與起始密碼子？

終止子與終止密碼子？啟動子和終止子：DNA上啟動子：驅(qū)動轉(zhuǎn)錄終止子：終止轉(zhuǎn)錄起始密碼子和終止密碼子：mRNA上起始密碼子：驅(qū)動翻譯終止密碼子：終止翻譯載體與表達(dá)載體的區(qū)別？二者都有標(biāo)記基因和復(fù)制原點兩部分DNA片段。表達(dá)載體在載體基礎(chǔ)上增加了目的基因、啟動子、終止子三部分結(jié)構(gòu)用到的工具酶？既用到限制酶切割載體，又用到DNA連接酶將目的基因和載體拼接，兩種酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵三將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用的受體細(xì)胞：動植物細(xì)胞、大腸桿菌、土壤農(nóng)桿菌、枯草桿菌等。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理？借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。轉(zhuǎn)化——目的基因進(jìn)入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____的過程受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)（2）基因槍法基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產(chǎn)生的動力，將包裹在金屬顆粒表面的表達(dá)載體DNA打入受體細(xì)胞中，使目的基因與其整合并表達(dá)的方法。（3）花粉管通道法植物花粉在柱頭上萌發(fā)后，花粉管要穿過花柱直通胚囊。花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞。2、將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞①方法：顯微注射法②程序：(目的基因)表達(dá)載體取卵（受精卵）顯微注射新性狀動物3、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞①原核生物特點：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少②方法：

用Ca2+處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子思考與探究：利用大腸桿菌可以生產(chǎn)出人的胰島素，聯(lián)系前面有關(guān)細(xì)胞器功能的知識，結(jié)合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生產(chǎn)人的糖蛋白，可以用大腸桿菌嗎？有些蛋白質(zhì)肽鏈上有共價結(jié)合的糖鏈，這些糖鏈?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體上加工完成的，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體存在于真核細(xì)胞中，大腸桿菌不存在這兩種細(xì)胞器，因此，在大腸桿菌中生產(chǎn)這種糖蛋白是不可能的。深度思考：如何篩選出被重組質(zhì)粒侵入的受體細(xì)胞。青霉素培養(yǎng)基青霉素抗性基因思考：1、受體細(xì)胞攝入DNA分子后就說明目的基因完成了表達(dá)嗎？

2、目的基因是否穩(wěn)定的存在于轉(zhuǎn)基因生物并按人們的預(yù)期進(jìn)行表達(dá)，需要在那些水平上進(jìn)行檢測？四：目的基因的檢測與表達(dá)分子水平檢測①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)方法——方法——方法——DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)抗原-抗體雜交技術(shù)1、提取受體生物DNA，并解旋成單鏈；2、用標(biāo)記了放射性同位素的目的DNA片段單鏈作為探針；3、檢測兩者是否進(jìn)行雜交；A-A-32PT-T-C-G-T--G32P-T-T-A-A-C-AX1C-C-A-G-T-T-A-X2-G-G-T-C-A-A-TY1A-A-T-T-C-G-T-Y1-T-T-A-A-G-C-A探針待測DNAX待測DNAY待測DNAY與探針DNA相同分子水平檢測個體水平鑒定①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法——方法——方法——DNA分子雜交mRNA-DNA分子雜交抗原-抗體雜交若不能表達(dá)，要對抗蟲基因再進(jìn)行修飾。

例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達(dá)。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達(dá)。β-珠蛋白是動物血紅蛋白的重要組成成分。當(dāng)它的成分異常時，動物有可能患某種疾病，如鐮刀形細(xì)胞貧血癥。假如讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的β-珠蛋白，想一想，應(yīng)如何進(jìn)行設(shè)計？嘗試設(shè)計1）獲取小鼠β-珠蛋白基因的編碼序列（cDNA）。2）將cDNA、在大腸桿菌中可以適用的啟動子、終止子、抗四環(huán)素的基因、質(zhì)粒等，構(gòu)建成一個表達(dá)載體。3）將表達(dá)載體導(dǎo)入無四環(huán)素抗性的大腸桿菌中，然后在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。如果表達(dá)載體未進(jìn)入大腸桿菌中，大腸桿菌會因不含有抗四環(huán)素基因而死掉；如果培養(yǎng)基上長出大腸桿菌菌落，