知識(shí)點(diǎn)一：1.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游：能編碼蛋白質(zhì)編碼區(qū)非編碼區(qū)：由編碼區(qū)上游和編碼區(qū)下游的DNA序列組成，不能編碼蛋白質(zhì)。有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列，在該序列中，最重要的是位于編碼區(qū)上游的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)一：1.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子：能編碼蛋白質(zhì)編碼區(qū)非編碼區(qū)：由編碼區(qū)上游和編碼區(qū)下游的DNA序列組成，不能編碼蛋白質(zhì)。有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列，在該序列中，最重要的是位于編碼區(qū)上游的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)一：1.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)一：1.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子終止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA短片段，它能阻礙RNA聚合酶的移動(dòng)，并使其從DNA模板鏈上脫離下來，使轉(zhuǎn)錄終止。知識(shí)點(diǎn)一：1.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子RNA聚合酶:由多個(gè)肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)。能夠識(shí)別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn)并與其結(jié)合，催化DNA轉(zhuǎn)錄為RNA。編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)含子外顯子能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子啟動(dòng)子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游內(nèi)含子：外顯子：知識(shí)點(diǎn)一：2.真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼序列：包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子原核細(xì)胞真核細(xì)胞不同點(diǎn)編碼區(qū)是_____的編碼區(qū)是間隔的、_____的相同點(diǎn)都由能夠編碼蛋白質(zhì)的______和具有調(diào)控作用的______區(qū)組成的原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較思考編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質(zhì)，原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)一樣長嗎？連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)非編碼1.2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基因工程基本操作的四個(gè)步驟一、目的基因的獲取

什么是目的基因？主要是編碼蛋白質(zhì)的基因；也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。

獲取目的基因的常用方法有哪些?

從基因文庫中獲取目的基因

利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因

用化學(xué)方法人工合成目的基因一、目的基因的獲?。ㄒ唬幕蛭膸熘蝎@取目的基因1.什么是基因文庫？2.基因文庫的分類:只包含了一種生物的部分基因，如：cDNA文庫。含有一種生物的全部基因基因組文庫：部分基因文庫：一、目的基因的獲取（一）從基因文庫中獲取目的基因1.什么是基因文庫？2.基因文庫的分類:3.怎樣從基因文庫中得到我們所需要的基因呢？據(jù)目的基因的有關(guān)信息，獲取目的基因。一、目的基因的獲?。ㄒ唬幕蛭膸熘蝎@取目的基因1.什么是基因文庫？2.基因文庫的分類:3.怎樣從基因文庫中得到我們所需要的基因呢？4.怎樣構(gòu)建基因文庫？求異思維你能推測出由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過程大致分為哪些步驟嗎？尋根問底1.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？但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(gè)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。構(gòu)建基因文庫是獲取目的基因的方法之一，并不是惟一的方式。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通過PCR方式從含有該基因的生物的DNA中，直接獲得，也可以通過反轉(zhuǎn)錄，用PCR方式從mRNA中獲得，不一定要構(gòu)建基因文庫。一、目的基因的獲?。ǘ├肞CR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR：（1）概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段（2）PCR技術(shù)是由________等人于_____年發(fā)明的，為此1993年獲得____________獎(jiǎng)穆里斯1988諾貝爾化學(xué)（3）原理：DNA雙鏈復(fù)制PCR的原理（DNA體內(nèi)復(fù)制相關(guān)知識(shí)）項(xiàng)目相關(guān)內(nèi)容與作用時(shí)間有絲分裂、減數(shù)分裂間期場所細(xì)胞核線粒體葉綠體酶DNA解旋酶使氫鍵斷裂，打開DNA雙鏈DNA聚合酶催化合成DNA子鏈模板DNA母鏈提供復(fù)制模板原料脫氧核苷酸合成子鏈的原料引物使DNA聚合酶能夠從引物的3/端開始連接脫氧核苷酸條件：引物：DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從引物的3`端延伸DNA鏈。因此復(fù)制需引物一、目的基因的獲?。ǘ├肞CR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR：（1）概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段（2）PCR技術(shù)是由________等人于_____年發(fā)明的，為此1993年獲得____________獎(jiǎng)穆里斯1988諾貝爾化學(xué)（3）原理：DNA復(fù)制（4）前提：一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。條件：引物：DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能將單個(gè)核苷酸連接到已有的DNA片段上(從3`端延伸DNA鏈)。因此復(fù)制需引物模板DNA：dCTP、dATP、dGTP、dTTP熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）

變性復(fù)性延伸①②③條件PCR技術(shù)擴(kuò)增過程：：當(dāng)溫度上升到90~95℃以上時(shí)，雙鏈DNA解聚為單鏈每個(gè)循環(huán)包括：：溫度下降到55~60℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。：溫度上升到70~75℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在Taq酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則從引物起進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。變性復(fù)性延伸5`3`G—GT—C3`5`A—GC—C5`3`A—G引物Ⅰ5`3`G—G引物Ⅱ變性90~95oC復(fù)性55~60oC延伸70~75oCPCR技術(shù)擴(kuò)增過程：5引物15引物2第二次復(fù)制第一次復(fù)制555555模板DNA55555555每次循環(huán)（復(fù)制）后，目的基因的量可以增加一倍，即成指數(shù)形式擴(kuò)增（約為2n）。1234522557294時(shí)間（min）溫度（℃）適溫延伸高溫變性低溫復(fù)性重復(fù)1~3步30輪2、具體過程PCR技術(shù)擴(kuò)增與DNA復(fù)制的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原則條件不同點(diǎn)解旋方式場所酶結(jié)果DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化體外復(fù)制主要在細(xì)胞核內(nèi)熱穩(wěn)定DNA聚合酶細(xì)胞內(nèi)的DNA聚合酶大量的DNA片段形成整個(gè)DNA分子一、目的基因的獲?。ǘ├肞CR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（一）從基因文庫中獲取目的基因（三）化學(xué)方法直接人工合成目的基因（基因比較小,核酸序列已知)二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1、目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。——基因工程的核心2、基因表達(dá)載體的組成：它們各自的作用是什么?復(fù)制原點(diǎn)+目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.轉(zhuǎn)化：3.轉(zhuǎn)化方法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法2.受體細(xì)胞易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力植物體受損傷處細(xì)胞會(huì)分泌酚類化合物吸引農(nóng)桿菌，農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T---DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。1、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法：（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法①農(nóng)桿菌特點(diǎn)：②原理：---采用最多的方法③過程：④優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)和有效（2）基因槍法（3）花粉管通道法常用于單子葉植物，成本較高簡便經(jīng)濟(jì)2、將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞---采用最多、最為有效的方法顯微注射法①方法：②受體細(xì)胞：③程序：3、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞①原核生物特點(diǎn)：②大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法：四、目的基因的檢測與鑒定——檢查是否成功1、檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因----目的基因能否在真核細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵（1）方法:DNA分子雜交（2）過程:（一）、檢測①提取出轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA②用放射性同位素等標(biāo)記含目的基因的DNA片段作為探針③探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA雜交若顯示出雜交帶,表明目的基因已插入染色體DNA中四、目的基因的檢測與鑒定——檢查是否成功1、檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因----目的基因能否在真核細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵方法:DNA分子雜交2、檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA----檢測目的基因是否發(fā)揮功能的第一步方法:分子雜交（注意與上不同之處）3、檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)方法:抗原—抗體雜交（二）、鑒定（個(gè)體生物學(xué)水平）（一）、檢測抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等歸納步驟抗蟲棉的接種實(shí)驗(yàn)基因工程操作流程圖小結(jié)：尋根問底將目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞不是更簡便嗎？如果這么做，結(jié)果會(huì)怎樣？有人采用總DNA注射法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，即將一個(gè)生物中的總DNA提取出來，通過注射或花粉管通道法導(dǎo)入受體植物，沒有進(jìn)行表達(dá)載體的構(gòu)建，這種方法針對性差，完全靠運(yùn)氣，也無法確定什么基因?qū)肓耸荏w植物，此法目前爭議頗多，嚴(yán)格講不算基因工程。思考與探究1.作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么？不可以。因?yàn)槟康幕蛟诒磉_(dá)載體中得到表達(dá)并發(fā)揮作用，還需要有其他控制元件，如啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。2.根據(jù)農(nóng)桿菌可將目的基因?qū)腚p子葉植物的機(jī)理，你能分析出農(nóng)桿菌不能將目的基因?qū)雴巫尤~植物的原因嗎？若想將一個(gè)抗病基因?qū)雴巫尤~植物，如小麥，從理論上說，你應(yīng)該如何做？原因：主要酚類誘導(dǎo)物，這些物質(zhì)主要在雙子葉植物細(xì)胞壁中合成，通常不存在于單子葉植物中，這是單子葉植物不易被根瘤農(nóng)桿菌侵染的原因。如果想將一個(gè)抗病毒基因轉(zhuǎn)入小麥，也可以用農(nóng)桿菌，但要注意兩點(diǎn)：①要選擇合適的農(nóng)桿菌菌株，因?yàn)椴皇撬械霓r(nóng)桿菌菌株都可以侵染單子葉植物；②要加趨化和誘導(dǎo)的物質(zhì)，目的是使農(nóng)桿菌向植物組織的受傷部位靠攏（趨化性）和激活農(nóng)桿菌的Vir區(qū)（誘導(dǎo)性）的基因，使T-DNA轉(zhuǎn)移并插入到染色體DNA上。3、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(shí)，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(jià)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。4、β-珠蛋白是動(dòng)物血紅蛋白的重要組成成分。當(dāng)它的成分異常時(shí)，動(dòng)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(jì)？（1）從小鼠中克隆出β-珠蛋白基因的編碼序列（cDNA）。（2）將cDNA前序列接上在大腸桿菌中可以適用的啟動(dòng)子，另外加上抗四環(huán)素的基因，構(gòu)建成一個(gè)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)大腸桿菌腸桿菌。如果表達(dá)載體未進(jìn)入大腸桿菌中，大腸桿菌會(huì)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，則表明β-珠蛋白基因已進(jìn)入其中。（4）培養(yǎng)進(jìn)入了β-珠蛋白基因的大腸桿菌，收集菌體，破碎后從中提取β-珠蛋白。練習(xí)1：(2008理綜山東卷)為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。（1）獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的

處，DNA連接酶作用于

處。（填“a”或“b