高三理化生基因工程基本操作PPT学习教案

1、会计学1高三理化生基因工程基本操作高三理化生基因工程基本操作基因工程基本操作的四个步骤：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目的基因的检测与鉴定第1页/共25页基因的结构（补充知识）非编码区非编码区编码区与RNA聚合酶结合位点启动子终止子RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并以DNA分子的一条链为模板合成RNA。转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。1、编码区：能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质的序列。2、非编码区 ：调控遗传信息表达的核苷酸序列(启动子、 终止子），不编码蛋白

2、质。一、原核细胞的基因结构第2页/共25页二、真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区 内含子 外显子 启动子终止子基因的结构（补充知识）与RNA聚合酶结合位点1、编码区2、非编码区 ：调控遗传信息表达的核苷酸序列(启动子、 终止子），不编码蛋白质。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第3页/共25页一、目的基因的获取1、目的基因的来源2、获取目的基因的常用方法从自然界已有的物种分离人工方法合成从基因文库中直接获取 如果需要大量的目的基因，需要对目的基因进行PCR技术扩增 第4页/共25页一、目的基因的获取（一）从基因文库中直接获取按照外源DNA片段的来源：u从特定组织提取的

3、染色体基因组DNA -基因组DNA文库（总）umRNA反转录成的cDNA拷贝-cDNA文库（部分）基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。基因文库的分类第5页/共25页限制酶基因组DNA基因重组转化细菌体外包装1)基因组文库(Genomic library) 是指将某种生物体的全部基因组DNA用限制性内切酶或机械力量切割成一定长度范围的DNA片段，再与合适的载体在体外重组后，导入受体菌的群体中储存，这个群体就称为该生物基因组文库。其目的是分离有用的目的基因和保存某种生物的全部基因。一、目的基因的获取（一）从基因文库中直接获取1.基因文库第6页/共25页一、目的基因

4、的获取（一）从基因文库中直接获取1.基因文库cDNA(complementary DNA，互补DNA)：是由生物的某一特定器官或特定发育时期细胞内的mRNA经体外反转录后形成的互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做这种生物的cDNA文库 2)cDNA文库 (cDNA library)基因重组反转录酶mRNAcDNA第7页/共25页基因组文库与部分基因文库的关系DUCK179制作怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?第8页/共25页2.基因文库的构建方法：直接分离法供体细胞中的DNA许多DNA片段运载体限制酶受体细胞产生特定性状导入外源DNA扩增目的基因分离(鸟

5、枪法)一、目的基因的获取（一）从基因文库中直接获取多用于原核生物第9页/共25页逆转录法目的基因的信使RNA目的基因化学合成法肽链氨基酸序列信使RNA序列基因的核苷酸序列目的基因合成逆转录2.基因文库的构建方法一、目的基因的获取（一）从基因文库中直接获取人工合成法（真核生物）推测推测单链DNA合成第10页/共25页一、目的基因的获取（二）利用PCR扩增目的基因1、过程高温变性（解旋为单链）低温退火（引物与单链互补结合）适温延伸（在Taq酶的作用下合成 与模板互补的DNA双链）重复循环第11页/共25页1、过程一、目的基因的获取（二）利用PCR扩增目的基因第12页/共25页一、目的基因的获取（二

6、）利用PCR扩增目的基因2、条件已知基因的核苷酸序列、四种脱氧核苷酸、引物TaqDNA聚合酶使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增4、结果耐高温3、方式：以指数方式扩增，即_（n为扩增循环的次数）2n适宜的温度和PH值第13页/共25页二、基因表达载体的构建思考：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？2、构建过程1、基因表达载体的组成想一想：其中有两个DNA片段连接形成的的产物有几种？第14页/共25页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、终止子三部分结构用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用

7、到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启动子、终止子对于目的基因表达必不可少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。注意第15页/共25页三、将目的基因导入受体细胞1、导入植物细胞农杆菌转化法:表达载体导入农杆菌，再让农杆菌感染植物细胞基因枪法花粉管通道法第16页/共25页三、将目的基因导入受体细胞2、导入动物细胞第17页/共25页三、将目的基因导入受体细胞3、导入微生物细胞原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少用Ca2+处理细胞 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分子方法：第18页/共25页四、目的基因的检测与鉴定1

8、、分子水平的检测：分子杂交技术检测是否插入目的基因检测是否转录出mRNA检测目的基因是否翻译 成蛋白质2、还可以进行个体水平的鉴定DNA分子杂交技术抗体与蛋白质进行抗原抗体杂交，看是否有杂交带依据其性状进行检测如：抗虫或抗病的接种实验第19页/共25页第20页/共25页第21页/共25页1有关基因工程的叙述正确的是( ) A限制酶只在获取目的基因时才用 B重组质粒的形成是在细胞内完成的 C质粒都可以作为运载体 D蛋白质的氨基酸排列顺序可以为合成目的基 因提供线索练习：2科学家已经能够通过基因工程的方法，能使番茄果肉细胞中含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是（ ） A采用反转录的方法得

9、到的目的基因有启动子、终止子 B用同种限制酶处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同的黏性末端而形成重组DNA分子 C番茄的叶肉细胞可作为受体细胞 D启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达是不可缺少的第22页/共25页B复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸DPCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高3多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：95下使模板DNA变性、解链55下复性（引物与DNA模板链结合）72下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是A变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现第23页/共25页3、假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有_种DNA分子，它们分