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1.2基因工程的基本操作程序修正版

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1.2 基因工程的基本操作程序

1.2 基因工程的基本操作程序

情景导入
预习导学
疑难导析
2.将目的基因导入受体细胞的方法比较 细 胞 类 型 方 法 农 杆 菌 转 化 法 植 物 细 胞 基 因 枪 法 花 粉 管 通 道 法 动 物 细 胞 微 生 物 细 胞 显 微 注 射 法 氯 化 钙 法 目的基因插入到 Ti 质粒的 T DNA 上→通过农杆菌→进入植物细胞 →插入到植物细胞中的染色体 DNA 上→目的基因表达。 经济、有效, 适合于双子叶 植物和裸子植物。 说明 特点
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疑难导析
2010 年 12 月马来西亚在东南部的一片森林中放飞了大约 6 000 只经过转基因技术改造的雄性蚊子, 希望能借 此遏制登革热的传播。
研究人员在实验里改造了雄性蚊子的基因, 使其繁殖能力下降、寿命缩短。这批转基因雄蚊与雌蚊交配后 , 产下的后代也将是繁殖能力下降、寿命缩短的蚊子, 甚至产下无法孵化的卵。 问题探究: 你知道科研人员是如何对雄性蚊子的基因进行改造的吗? 提示: 开放性问题。结合预习内容回答即可。如转入加快伊蚊衰老的基因。
( 化学合成法, 2) 即依照某一蛋白质的氨基酸序列, 通过密码子推算出其基因序列, 然后直接合成目的基因, 其过程如下:
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预习导学
疑难导析
【例 1】 20 世纪 70 年代科学家证实了 RNA 病毒能依赖 RNA 合成 DNA 的过程, 并发现了催化此过程的酶。下 面为形成 cDNA 的过程和 PCR 扩增过程示意图。请根据图解回答下列问题:
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1.2基因工程的基本操作程序

1.2基因工程的基本操作程序

PCR仪
微量离心管
推动按钮
微量移液器
调节轮
一 次 性 吸液枪头 卸枪头器
卸枪头按钮
利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术
相 原理 同 原料 点 条件
解旋 方式
DNA复制
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸 模板、能量、酶
DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化 细胞核内 细胞内的DNA聚合酶 形成整个DNA分子
例：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。
(四)目的基因的检测与鉴定 ——检查是否成功
①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因 分子 检测
方法—— DNA分子杂交
②检测目的基因是否转录出了mRNA 方法—— 分子杂交 ③检测目的基因是否翻译成蛋白质
—— 核心
DNA连接酶
3.将切下的目的基因片段插入载体的______处，再加入适量 切口 DNA连接酶 ___________，形成了一个重组DNA分子
基因表达载体的组成：
a、复制原点 b、启动子
c 、目的基因
d 、终止子
e、标记基因
启动子：位于基因的首端的 一段特殊的DNA片断，它是 RNA聚合酶识别和结合的部 位，有了它才能驱动基因转 录出mRNA，最终获得蛋白质。
终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断， 能终止mRNA的转录。
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。
受体细胞 转化——目的基因进入_________内，并且在 稳定 表达 受体细胞内维持_____和_____的过程

1.2基因工程的基本操作程序

1.2基因工程的基本操作程序

步骤二：基因表达载体癿构建
相同点
编码区 都由能够编码蛋白质癿________和具有调 非编码 控作用癿__________区组成癿
步骤一：目癿基因癿获叏
1、目癿基因癿来源 ①从自然界已有癿物种分离 ②人工方法合因，需要对目癿基 因进行PCR技术扩增
编码区
非编码区 终止子
基因癿结构（补充知识）
1、原核基因癿结构
非编码区 启动子 RNA聚合酶结合位点
（3）编码区：能转录相应癿信使RNA，能编码蛋白质癿序列。 （4）非编码区 ：调控遗传信息表达癿核苷酸序列(启动子、 终止子），丌编码蛋白质。
编码区
非编码区 终止子
基因癿结构（补充知识）
2、真核基因癿结构
步库）
提叏细胞癿mRNA 反转录酶
不载体连接（单链RNA+单链DNA）
核酸酶H 单链DNA
DNA聚合酶
步骤因结构癿哪个片段？
原核细胞：编码区 真核细胞：外显子
步骤一：目癿基因癿获叏
（二）利用PCR技术扩增目癿基因 多聚酶链式反应 （1）概念：PCR全称为__________________，是一项 体外 特定DNA片段 在生物_____复制________________癿核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制 （3）条件：已知基因癿核苷酸序列、 引物 热稳定DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸 （4）方式：以指数方式扩增，即2n （n为扩增循 环癿次数） （5）结果：使目癿基因癿片段在短时间内成百万倍 地扩增
1.2 基因工程癿基本操作程序
基因工程癿基本操作程序主要包括四个步骤
① 目癿基因癿获叏 ② 基因表达载体癿构建（核心） ③ 将目癿基因导入叐体细胞
④ 目癿基因癿检测不鉴定

原创9：1.2 基因工程的基本操作程序

原创9：1.2 基因工程的基本操作程序
思考：目的基因的目NA片段，导 入到受体菌的群体中储存，每个受体菌含有这种生 物的不同基因，这样的受体菌群就称为基因。基因表达载体的构建过程:
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____。 用_同__一__种__限__制__酶__切断目 的基因，使其产生_____ 相_同__的__黏__性__末__端___。 将切下的目的基因片段插入质粒的__切__口_处，再加入适 量_D_N_A__连__接__酶，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）
提示：根据基因的有关信息，如基因的核苷 酸序列、基因在染色体上的位置、基因的表 达产物、基因的功能等。
例.(2014·新课标全国卷Ⅱ)植物甲具有极强的耐旱性， 其耐旱性与某个基因有关，若从该植物中获得该耐旱 基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提 高后者的耐旱有生物 的 部分 基因。 (2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物 的基因组，再从中 筛选 出所需的耐旱基因。
作 目的基因的检测与鉴定
程 序
DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原—抗体杂交技术 分子检测外的个体水平鉴定
谢谢观看！

③转化过程:
Ti质粒
构建
表 达 转入
农 杆
导入
目的基因
载 体
菌
植 物 细 胞
插入
植物细胞 表达 染色DNA
新 性 状
（2）基因枪法： 将目的基因导入单子叶植物细胞
①操作方法： 利用压缩气体产生的动力 ，将包裹在金属粒表
面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与 其整合并表达的方法 ②金属粒： 钨粉粒子和金粉粒子，粒子的直径一般在0.6～4um 。 ③适用：单子叶植物(成本较高)

基因工程的基本操作程序1.2

基因工程的基本操作程序1.2

高温变性 过程： （90~95℃）
低温退火 （55~60℃）
中温延伸 （70~75℃）
③过程：
a、DNA变性（90℃-95℃）： 双链DNA模板在热作用下， 单链DNA 氢键 _____断裂，形成________ b、退火（复性55℃-65℃）： 系统温度降低，引物与DNA 模板结合，形成局部 双链 。 ________ c、延伸（70℃-75℃）：在 Taq酶的作用下，合成与模板 互补的________ DNA链。
这一序列合成引物
模板DNA( 需含有目的基因 )； • 原料： DNA引物（与目的基因的起始段互补）； 四种脱氧核苷酸；缓冲溶液； 热稳定DNA聚合酶（Taq酶）； 离子（Mg2+(激活剂)）；ATP
n__（n为扩增循环的次 指数 ： 以 _____ 方式扩增即 __2 • 优点 数），在短时间内大量扩增目的基因
转移至受体细胞 整合到染色体上
（2）基因枪法——微弹轰击法
常用于单子叶植 物的转化方法
基因枪法又称微弹轰击法，是利用压缩气体产生的动力， 将包裹在金属颗粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目 的基因与其整合并表达的方法。 特点：成本高
（3）花粉通道法
我国转 基因抗 虫棉就 是用这 种方法 获得
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
（24-1）×2=30
2×（2n-1）(n为循环次数)
3、人工合成法
在基因较小，核苷酸序列已知的情况下，可以利用DNA合成仪人 工合成 化学法合成的目的 终止子吗？

1.2_基因工程的基本操作程序

1.2_基因工程的基本操作程序
因的有关信息
如：根据基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋限制酶
许多DNA片段
与运载体连接 导入受体菌群体基因组利用反转录法构建cDNA
方法: 抗原---抗体杂交
鉴定—— 抗虫接种实验、抗病接种实验、活 性鉴定等
例：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。
5、继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的 研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小 鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。 请回答：
2.将目的基因导入动物细胞 3.将目的基因导入微生物细胞
1、将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法 （1）农杆菌介绍：一种生活在土壤中的细菌。 （2）原理 具有趋化性（酚） （3）适用范围 感染双子叶植物和裸子植物
基因枪法
2、将目的基因导入动物细胞 （1）方法：显微注射法 （2）程序：
目的基因表达载体提纯 显微注射受精卵 取卵（受精卵） 新性状动物
终止子： 位于基因的尾端的一段特殊的 DNA片断，能终止mRNA的转录
标记基因：
鉴别受体细胞中是否含有目的基因， 从而将有目的基因的细胞筛选出来
有时需要确定目的基因表达的产物存在于
细胞的什么部位，往往要加上可以标识存在

部位的基因（或做成目的基因与标识基因的
融合基因），如绿色荧光蛋白基因等。
氨苄青霉 素抗性基因
4、2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母
绿色荧光蛋白“的三位科学家。将绿色荧光蛋白
基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基

1.2基因工程的基本操作程序


人工合成 (基因比较小)
DNA合成仪
归纳：获取目的基因的方法从基因中获取 利用PCR技术扩增 利用化学方法人工合成

二、构建表达载体 —— 核心
1.过程: 用一定的_________ 限制酶 切割 质粒，使其出现一个切 黏性末端 口，露出____________ 。 同一种限制酶 切断目 用_____________ 的基因，使其产生_____ 相同的黏性末端 ____________。 切口 处， 将切下的目的基因片段插入质粒的______ DNA连接酶 ，形成了一个重组 再加入适量___________ DNA分子（重组质粒）
思考：作为基因工程表达载体，
只需含有目的基因就可以完成任务 吗？为什么？（P15） 不可以。
因为目的基因在表达载体中得到表达 并发挥作用，还需要有其他控制元件，如 启动子、终止子和标记基因等。 必须构建上述元件的主要理由是：
（1） 生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自 身基因的启动子才能比较导入受体生物中无法转录； （3） 目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记； （4） 为了增强目的基因的表达水平，往往还要增加一 些其他调控元件，如增强子（增强基因启动子工作效率 的顺式作用序列，能够在相对于启动子的任何方向和任 何位置(上游或下游)上都发挥作用。）等； （5） 有时需要确定目的基因表达的产物存在于细胞的 什么部位，往往要加上可以标识存在部位的基因（或做 成目的基因与标识基因的融合基因），如绿色荧光蛋白 基因等。
已知基因的核苷酸序列 ； ③前提条件：_______________________ 模板DNA 、___________ DNA引物 、 原料：___________ 热稳定DNA聚合酶 、 ________________ 四种脱氧核苷酸 。 __________________ 指数 方式扩增，即____ ④方式：以_____ 2n （n为扩增循 环的次数） ⑤结果： 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增

1.2 基因工程的基本操作程序

移 植
分裂 含目的基因 分化 的受精卵
雌性动物输 发育 转基因
卵管或子宫
动物
为什么将目的基因导入动物细胞常用的受体细 胞是受精卵？
（三）导入微生物细胞 Ca2+ 处理法
1. 过程 （1）制备感受态细胞：用Ca2+（CaCl2）处理细菌，使细 菌易于接受外源DNA分子。 （2）重组DNA分子与感受态细胞混合孵育，完成转化。
呼吸酶基因
胰岛素基因
ATP酶 基因
胰岛B细胞的mRNA上含有部分的基因
胰岛A细胞的DNA上含有全部的基因
呼吸酶基因
胰高血糖素基因
胰岛素基因
抗体基因
ATP酶 基因
……
转基录因的选择性表达
呼吸酶基因
胰高血糖素基因
ATP酶 基因
胰岛A细胞的mRNA上含有部分的基因
浆细胞的DNA上含有全部的基因
呼吸酶基因
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、 土壤农杆菌和动植物细胞等。
导入受体细胞的方法 ，因受体细胞的不同而不同。
（一）导入植物细胞
（1）农杆菌转化法
①适用范围： 易感染双子叶植物和裸子植物，对
大多数单子叶植物没有感染能力
②原理： Ti质粒上的T-DNA可以转移到受体细胞，并整合到受
体细胞染色体的DNA上。
胰高血糖素基因
胰岛素基因
抗体基因
ATP酶 基因
……
转基录因的选择性表达
呼吸酶基因
抗体基因
ATP酶 基因
抗体细胞的mRNA上含有部分的基因3. 基因的构建（1）基因组的构建
提取某生物 用适当限 全部DNA 制酶切割
许 多 与载体连接导片段）
的原理．

12基因工程的基本操作程序(修改)


并遗传给子代。
②同时使目的基因能表达和发挥作用。
2.组成：
IMN
(1)目的基因。 (2)启动子：是RNA聚合酶识别和结合部位。
(3)终止子：是使转录在需要的地方停止。
(4)标记基因：是鉴别受体细胞中是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
（5）复制原点：是复制的起点。
不同受体细胞，目的基因导入受体细胞的方法不 同，基因表达载体的构建有所差异。cDNA小无基因组
大
有
基因中内含子(位于编
码蛋白质序列的非编
无
有
码DNA片段）
基因多少
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
物种间的基因交流
中得到我们所需因的有关信息。 如：根据基因的核苷酸序列
1.2 基因工程的基本操作程序
补充：基因的结构
（1）原核生物基因结构
非编码区
编码区
非编码区
…A‥………ATGTGCACGTAGTTA………...G …启T‥动…子...... TACACGTGCATCAAT………终..止.C子
编码区上游
编码蛋白质
编码区下游
调控遗传信息的表达
（调控程序）
非编码区 启动子
目的基因
Ti质粒上的
T－DNA
导入 农杆菌
同时 T-DNA 感染 导入
维持稳定 和表达
染色体 DNA上 并整
合到
植物细胞
④优点：比较经济和有效
思考与探究：2.根据农杆菌可将目的基因导入双 子叶植物的机理,你能分析出不能导入单子叶植物 的原因吗?若将一个抗病基因导入小麦中,理论上 讲你应该怎样做?
一、目的基因的获取
1、目的基因主要是指__编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因__

1.2基因工程的基本操作步骤

1.2 基因工程的基本操作程序
步骤
获取目的基因 构建表达载体 导入受体细胞 得到转基因生物 目的基因检测与鉴定
目的基因的获取
什么是目的基因？ 指编码蛋白质的结构基因。 如：苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因、植物的抗病基因、种 子的储藏蛋白基因、人的胰岛素基因、干扰素基因、与毒 物降解有关的基因等 获取目的基因的方法： ①从供体细胞的DNA中直接分离列人工合成基因（DNA合成仪 合成）。 ③PCR技术扩增目的基因
RNA模板 杂化双链
反转录酶 碱水解
单链DNA DNA聚合酶 S1核酸酶 试管内合成 双链DNA
整合 细胞内复制
（三）基因操作的基本步骤
• 步骤一：目的基因的提取 3）根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
根据已知蛋白质的氨 蛋白质的氨基酸序列 推测 基酸序列，推测出相应的 信使RNA序列，然后按照 mRNA的核苷酸序列 碱基互补配对原则，推测 推测 出它的结构基因的核苷酸 结构基因的核苷酸序列 序列，再通过化学方法， 化学合成 以单核苷酸为原料合成目 目的基因 的基因。
DNA自动测序结果举例
遗传修饰动物模型的建立 及应用
一、转基因技术
转基因技术
采用基因转移技术使目的基因整合入受精 卵细胞或胚胎干细胞，然后将细胞导入动物子 宫，使之发育成个体。 转基因——被导入的目的基因 转基因动物(transgenic animal)
——目的基因的受体动物
二、核转移技术
（三）基因操作的基本步骤
• 哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？
1）DNA序列自动测序仪： 对提取出来的基 因进行核苷酸序列 分析。
2）PCR技术： 使目的基因的片 段在短时间内成百 万倍地扩增。
（三）基因操作的基本步骤
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真核细胞的cDNA的获取
非编码区
基因
编码区
非编码区
启动子
转录 剪接 逆转录 复制 RNA聚合酶
终止子
mRNA前体
剪接有关的酶
mRNA
不含非编码 序列。即不 含非编码区 和内含子
逆转录酶 单链DNA
DNA聚合酶cDNA基因组DNA与cDNA的比较类型
大小 基因中启动子（具有 启动作用的DNA片段） 基因中内含子(位于编 码蛋白质序列的非编 码DNA片段） 基因多少 物种间的基因交流1. 从基因中获取目的基因 1. 基因的概念:
将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受体菌的
群体中，各个受体菌分别含：cDNA基因的构建方法① 基因组的构建
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。
1、目的基因导入植物细胞的方法 （1）农杆菌转化法 ①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植
物，对大多数单子叶植物没有感染能力。
②原理：Ti质粒上的T-DNA可以转移到受体
细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。
③过程： 三、目的基因导入受体细胞
DNA连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化
学键都是磷酸二酯键 ③启动子、终止子对于目的基因表达必不可少 ④目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体 的方式携带进去。
三、将目的基因导入受体细胞
1 2 3
转化：
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞 内维持稳定和表达的过程。
常用的受体细胞：
大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌 和动植物细胞等。
反转录法 目的基因的信使RNA 单链DNA
合成
化学合成法 肽链氨基酸序列
推测
信使RNA序列
推测
基因的核苷酸序列
合成
目的基因
目的基因
课堂小结合成
概念：
多聚酶链式反应 ，是一项 PCR全称为_______________ 在生物体外 ____复制___________ 特定DNA片段的核酸合成技术。
原理：DNA复制 原料：模板DNA；DNA引物；四种脱氧核苷
酸；热稳定DNA聚合酶
前提：
已知目的基因的一段核苷酸序列
PCR 技术的操作过程 a 、DNA 变性（90℃-95℃）： 双链DNA模板在热作用下， 氢键断裂，形成________ 单链DNA _____
探针 转基因生 物的DNA
15N 15N 14N 14N
变性 变性
1、鉴定——分子水平的鉴定 （2）检测目的基因是否转录出了mRNA
方法—— 分子杂交技术
变性
探针
15N 15N
转基因生物 的mRNA
14N 14N
1、鉴定——分子水平的鉴定
（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法——抗原-抗体杂交
基因表达载体的构建过程
质粒 同一种 DNA分子 限制酶处理
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）
注意：
①载体与表达载体的区别：二者都有标记基因和复制 原点两部分DNA片段。表达载体在载体基础上增加了 目的基因、启动子、终止子三部分结构 ②用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到
取卵（受精卵） 新性状动物
3、将目的基因导入微生物细胞 ①微生物作受体细胞原因： 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少
②常用菌：大肠杆菌
③常用法：Ca2+处理获得感受态细胞
④过程：
Ca2+处理 大肠杆菌 感受态 细胞 表达载体 与感受态 细胞混合
感受态细胞 吸收DNA
小结：将目的基因导入受体细胞
生物种类 常用方法 植物细胞 农杆菌转化法 动物细胞 显微注射技术 微生物细胞 Ca2+处理法
1.2 基因工程的基本操作程序
基因工程基本操作的四个步骤 1、目的基因的获取
2、基因表达载体的构建 3、目的基因导入受体细胞
有了目的基因，我们才能赋 予一种生物以另一种生物的 遗传特性。
使目的基因在受体细胞中稳 定存在，并可进行遗传、表 达和发挥作用 载体进入受体细胞稳定表达， 才能实现一种生物的基因在 另一种生物中的转化。 才能确定目的基因是否真正 在受体细胞中稳定遗传和正 确表达。
【拓展深化】 工具酶只有两种：限制酶在操作程序1、2中用到且 要求用同一种，目的是产生相同的黏性末端；DNA 连接酶只在操作程序2中用到。
课堂练习 4、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 （C） A、人工合成目的基因 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
b、退火（复性55℃-65℃）： 系统温度降低，引物与DNA 双链 模板结合，形成局部 ________。 c、延伸（70℃-75℃）：在 Taq酶的作用下，合成与模 DNA 链 板互补的 ________ 。
d.重复a.b.c步骤：每重复 一 一次，目的基因增加 ___倍
PCR技术扩增与DNA复制的比较cDNA小无基因组
大 有
无
有
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
可的核苷酸序列、基因的功 能、基因在染色体上的位置、基因的转 录产物mRNA、基因的表达产物蛋白质等 特性来获取目的基因。
2.利用PCR技术扩增目的基因
1 2 3
受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基 因完成了表达吗？ 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。
课堂练习 1、有关基因工程的叙述中，错误的是( A )
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、人工合成目的基因不用限制性内切酶
Bt毒素蛋白
抗体
苏云金杆菌
组 织 培 养
脱 分 化
将Bt毒蛋白注 射小鼠体内
从小鼠血管抽出 血液分离出抗 Bt毒素的抗体
提 取
蛋白质Leabharlann 出现 杂交带2、鉴定——个体水平的鉴定
抗虫、抗病接种实验，活性比较实验
例：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。
受体细胞
体细胞
受精卵
原核细胞
Ca2+处理细胞 将目的基因插入到 将含有目的基因 →感受态细胞 Ti质粒的T-DNA上 的表达载体提纯 →重组表达载 →农杆菌→导入植 →取卵（受精卵） 体与感受态细 物细胞→整合到受 转化过程 →显微注射→受 胞混合→感受 体细胞的DNA→表 精卵发育→获得 态细胞吸收DNA 达 具有新性状的动 分子 物
4、目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
1 2
目的基因主要是编码蛋白质的基因：
如：与生物抗性相关的基因、与优良品质相 关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、 与毒物降解相关的基因、与工业用酶相关的 基因、具调控作用的因子等。
获合成
【拓展深化】 只有第三步将目的基因导入受 体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉 及碱基互补配对
课堂练习
即时应用(随学随练，轻松夺冠) 5．(2009年高考浙江卷)下列关于基因工程的叙述， 错误的是( D ) A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生 物 B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的 工具酶 C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原 无生物活性 D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细 胞和促进目的基因的表达
③适用：单子叶植物
1、目的基因导入植物细胞的方法 （3）花粉管通道法：将目的基因导入植物细胞 ①操作方法：在植物花受粉后，花粉形成花 粉管还末愈合前期，剪去柱头，然后，滴入 DNA（含的基因）使目的基因借助花粉管通 道进入受体细胞 ② 特点:十分简便经济。
③例：转基因抗虫棉
2、将目的基因导入动物细胞 ①方法：显微注射法 ①程序 目的基因表达载体提A
限制酶
某种生物某个时期的mRNA
反转录 cDNA
与运载体连接导入
许多DNA片段
与运载体连接导入
受因用逆转录法得 到cDNA与原基因相同吗？
基因的结构
非编码区 编码区 非编码区
原核 启动子 真核 RNA聚合酶 结合位点 外显子 内含子 终止子
DNA复制 场所
主要在细胞核内 碱基互补配对原则 四种脱氧核苷酸、模 板、酶、ATP 解旋酶催化解旋 细胞内的DNA聚合酶、 解旋酶等 半保留复制、 边解旋边复制 形成整个DNA分子
PCR技术
体外复制 碱基互补配对原则 四种脱氧核苷酸、 模板、酶、引物 DNA在高温下变性解旋
原理
条件
解旋方式
酶 特点 结果
构建基因表达载体
稳定维持和表达
转入
农杆菌
导入
植物细胞
1、目的基因导入植物细胞的方法 （2）基因枪法：目的基因导入单子叶植物细胞 ①操作方法：利用压缩气体产生的动力 ，将 包裹在金属粒表面的表达载体DNA打入受体 细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法。 ② 钨粉粒子和金粉粒子，粒子的直径一般在 0.6～4um 。
二、基因表达载体的构建 ——基因工程的核心
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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。
基因表达载体的组成：
复制原点+目的基因+启动子 +终止子+标记基因
表达载体
启动子：位于基因的首端的一段 特殊的DNA片断，它是RNA聚合 酶识别和结合的部位，有了它才 能驱动基因转录出mRNA，最终 获得蛋白质 终止子：位于基因的尾端的一段 特殊的DNA片断，能终止mRNA的 转录 标记基因的作用是为了鉴别受体 细胞中是否含有目的基因，从而 将有目的基因的细胞筛选出来