人教版教学课件湖南省安仁一中生物必修三《12基因工程的基本操作程序》课件

现代生物科技专题1.2基因工程的基本

操作程序1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表达和检测基因工程的基本操作程序2基因工程的目的基因－－

主要是指编码蛋白质的结构基因。与生物抗逆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所需酶相关的基因具有调控作用的因子……32、从基因文库中获取(基因序列未知)基因文库基因组文库部分基因文库－－如：cDNA文库目的基因的获取4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(Genomiclibrary)

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。5cDNA(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(cDNAlibrary)反转录酶mRNA基因重组cDNA6图书馆国家图书馆市图书馆基因文库基因组文库部分基因文库7依据：目的基因的有关信息。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

基因翻译产物蛋白质等特性从基因文库中得到目的基因的方法82、利用PCR技术扩增目的基因聚合酶链式反应目的基因的获取95/3/G—GT—C3/5/G—AC—C5/3/5/3/105/3/G—GT—C3/5/G—AC—C5/3/引物ⅡG—G高温变性低温复性中温延伸5/3/A—G引物Ⅰ5/3/5/3/90℃-95℃55℃-65℃70℃-75℃11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℃-65℃）：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，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链PCR扩增仪12①概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________的核酸合成技术③条件：_______________________、

_______________、___________、___________.等②原理：__________④方式：以_____方式扩增，即____（n为扩增循环的次数）⑤结果：聚合酶链式反应体外特定DNA片段DNA复制四种脱氧核苷酸引物DNA聚合酶指数2n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增要有一段已知核苷酸序列的目的基因PCR技术133、人工合成(基因比较小，序列已知)目的基因的获取DNA合成仪141）反转录法：cDNA(互补DNA)15蛋白质mRNADNA推测推测DNADNA合成仪合成仪合成2）根据已知的氨基酸序列合成DNA法：16获取目的基因的常用方法有哪些?（2）从基因文库中获取—目的基因序列未知（3）利用PCR技术扩增—目的基因序列已知（1）人工合成---目的基因不是很大且已知序列目的基因的获取17科学家在培育抗虫棉时，经历了多次失败，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:基因表达载体的构建作为基因表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？18基因表达载体的构建

基因表达载体的构建是基因工程的核心，其目的是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。19基因表达载体的构建基因表达载体的模式图抗生素抗性基因基因表达除含有目的基因外，还需要哪些元件：启动子终止子标记基因20细胞的基因结构编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点RNA聚合酶是一种蛋白质，能识别并与调控序列中的结合位点结合，能催化DNA转录为RNA启动子终止子启动子：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DNA的转录起始密码子？终止密码子？21细胞的基因结构与RNA聚合酶结合位点RNA聚合酶AGGTCACGTCGTCCAGTGCAGCAGGUCACGUCGRNA聚合酶启动子终止子22成熟mRNA反转录反转录法合成目的基因cDNAcDNA不含非编码区的启动子、终止子不含编码区的内含子23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。基因表达载体的构建a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因e、复制原点基因的运载体、目的基因、启动子、终止子和标记基因等都是DNA片断，如何将它们连接起来？24质粒目的基因限制酶DNA连接酶重组DNA25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。基因表达载体的构建质粒中插入启动子、终止子和标记基因等DNA片断，也是同样的重组方法26将目的基因导入受体细胞

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。27将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法显微注射技术感受态法受体细胞植物细胞动物细胞原核细胞28农杆菌转化法适用于双子叶植物裸子植物29适用于单子叶植物基因枪法30胚珠花药花丝柱头花柱子房壁子房雄蕊雌蕊31花粉管通道法适用于被子植物32

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取卵（受精）显微注射受精卵新性状动物33

将目的基因导入微生物细胞①原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少②方法：

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34

1、基因工程中科学家常采用细菌、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B35目的基因的表达和检测接种实验抗原－抗体杂交法DNA-RNA分子杂交法DNA分子杂交法受体是否具有转基因特征个体水平目的基因是否翻译目的基因是否转录目的基因是否导入分子水平方法检测对象36DNA分子杂交采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。37A-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探针待测DNAX待测DNAY待测DNAY与探针DNA相同检测目的基因是否导入受体细胞目的DNA片段检测目的基因是否转录出了mRNA

用上述探针和转基因生物的mRNA杂交,若出现杂交带,表明目的基因转录出了mRNA38目的基因蛋白质小鼠体内抗体目的基因受体细胞蛋白质抗原抗原杂交分子检测目的基因是否翻译成蛋白质----抗原抗体杂交39

具体做法是：

第一步，将目的基因在大肠杆菌中表达出蛋白质；

第二步，将表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出抗体（一抗）；

第三步，从转基因生物中提取蛋白质，走凝胶电泳；

第四步，将凝胶中的蛋白转移到硝酸纤维素膜上；

第五步，将抗体（一抗）与硝酸纤维素膜上的蛋白杂交，这时抗体（一抗）与目的基因表达的蛋白（抗原）会特异结合。

由于这种抗原—抗体的结合显示不出条带，所以加入一种称为二抗的抗体，它可以与一抗结合，二抗抗体上