[添添课件库] 高三生物选修3第一章复习课件

基因的结构 基因的定义基因是 DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是 遗传物质的最小功能单位 。q 基因的分类基因的分类将编码蛋白质的基因根据其是否具有转录和翻译功将编码蛋白质的基因根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类。能可以把基因分为三类。1. 具有转录和翻译功能；具有转录和翻译功能；2. 只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括tRNA基因和基因和 rRNA基因；基因；3. 不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用，包括启动基因和操纵基因。，包括启动基因和操纵基因。原核细胞的基因结构IMN非非 编码区编码区 非非 编码区编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 与与 RNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子 终止子终止子编码区编码区非编码区非编码区编码蛋白质编码蛋白质 ,连续不间断连续不间断不编码蛋白质，不编码蛋白质， 但但 有调控作用有调控作用真核细胞的基因结构编码区编码区非编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列不编码蛋白质，有调控作用不编码蛋白质，有调控作用编码区编码区非编码区非编码区 非编码区非编码区启动子启动子 终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 外显子外显子 内含子内含子 与与 RNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点IMN非编码序列非编码序列指不编码蛋白质的序列。真核生物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mRNA前体成熟的信使 RNA将内含子转录的 mRNA切割掉原核细胞 真核细胞不同点 编码区是_的编码区是间隔的、 _的相同点都由 能够编码蛋白质的 _和具有调控作用的 _区组成的原核细胞与真核细胞的基因结构比较思考 编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？连续 不连续编码区非编码启动子启动子 .VS. 起始密码起始密码/终止子终止子 .VS. /终止密码终止密码存在分子：存在分子：作用：作用：DNA(基因基因 )启动启动 /终止转录终止转录mRNA起始起始 /终止翻译终止翻译mRNA中存在启动子中存在启动子 /终止子的序列吗？终止子的序列吗？指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过 体外 DNA重组 和 转基因 等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程：基因工程：由于 基因工程 是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫 DNA重组技术 或 基因拼接技术 。基因工程的概念基因工程的概念基因工程又叫做 基因拼接技术或 DNA重组技术 。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种 基因 提取出来，加以 修饰改造 ，然后放到另一种生物的细胞里， 定向地 改造生物的遗传性状。基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程实质实质 /原理原理结果结果基因拼接技术或基因拼接技术或 DNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组基因工程的概念基因工程的概念基因工程的诞生的 基础理论：1、 DNA是遗传物质的证明2、 DNA双螺旋结构和中心法则的确立3、遗传密码的破译1.1 DNA重组技术的基本工具（一） “ 分子手术刀 ” 限制性核酸内切酶1、来源： 主要来自原核生物2、特点： 具有专一性（具有专一性（ 特异性 ）表现在两方面：(1)识别双链 DNA中 特定 核苷酸序列(2)切割特定序列中的特定位点3、作用： 特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 断开4、结果： 产生黏性末端或平末端重播黏性末端： 中轴线CGCGCG CGCGCG重播平末端： 中轴线（二） “ 分子缝合针 ” DNA连接酶1、来源： 大肠杆菌、 T4噬菌体3、种类：2、作用： 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键分类E.Coli DNA连接酶T4 DNA连接酶4、注意：连接酶有专一性，但 没有 识别特定核苷酸序列的特性！（三） .基因进入受体细胞的载体常用的运载体：质粒（ 最常用 ）、 噬菌体的衍生物或动、植物病毒等。质粒：质粒：质粒质粒 是基因工程是基因工程 最常用最常用 的的 运载体运载体 。质粒是独立于细菌质粒是独立于细菌 拟核之外拟核之外 的有自我复制的有自我复制能力的能力的 双链环状双链环状 DNA分子分子 。有的一个细。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。菌中有一个，有的一个细菌中有多个。注意：作为载体的质粒都是在天然质粒的基础上经过 人工改造 的！质粒作为 “分子运输车 ”的条件是 能够自我复制 有 一个 或多个限制酶切位点 有标记基因 作为运载体必须具备的条件？作为运载体必须具备的条件？1）能够在宿主细胞中）能够在宿主细胞中 复制复制 并稳定地并稳定地 保存保存 。2） 载体载体 DNA必须有必须有 一个或多个一个或多个 限制酶切点限制酶切点 ，以，以便目的基因插入到载体上去。便目的基因插入到载体上去。3）具有某些）具有某些 标记基因标记基因 ，便于进行，便于进行 筛选筛选 。如抗菌。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。4) 载体载体 DNA必须是必须是 安全安全 的的 ,不会对受体细胞有害不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去中去 ;5) 载体载体 DNA分子分子 大小应适合大小应适合 ,以便提取和在体以便提取和在体外进行操作外进行操作 ,太大就不便操作太大就不便操作 .基因工程的基本操作程序v目的基因的获取目的基因的获取v基因表达载体的构建基因表达载体的构建v将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞操作过程操作过程v目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定一 目的基因的获取IMN(一一 )目的基因：目的基因：编码蛋白质的结构基因；编码蛋白质的结构基因；(二二 )获取目的基因的常用方法获取目的基因的常用方法从自然界已有的物种中分离从自然界已有的物种中分离用人工的方法合成用人工的方法合成目前常用的获得目的基因的方法1）从基因文库中获取目的基因2）利用 PCR技术扩增目的基因3） (用化学方法直接 )人工合成 若基因 _，核苷酸序列 _ 。较小 已知获得目的基因的方法1）从基因文库中获取目的基因1. 基因文库？种类： 基因组文库： 如 :cDNA文库：含有一种生物的 全部 基因含有一种生物的 部分 基因根据基因的有关信息：如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物 mRNA部分基因文库：3.怎样从基因文库中 得到 我们所需的目的基因？2.如何构建基因文库？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cDNA文库的构建 -反转录法：以目的基因转录成的信使 RNA为模板，反转录成互补的单链 DNA， 然后在酶的作用下合成双链 DNA， 从而获得所需的基因。目的基因的 mRNA单链 DNA反转录酶DNA聚合酶双链 DNA(目的基因 )利用 PCR技术扩增目的基因PCR技术 多聚酶链式反应n 原理：n 前提：n 条件： PCR扩增仪DNA双链复制的基本原理一段已知目的基因的核苷酸序列四种脱氧核苷酸一对引物热稳定 DNA聚合酶 (Taq酶 ）DNA的两条链为模板温度控制PCR