人教版教学课件高二生物(基因工程的基本操作程序).ppt

目的基因的检测与鉴定 基因工程的基本操作程序的步骤： 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 1、什么是目的基因？ 2、获取目的基因的方法有哪些？其操 作过程分别是怎样的？ 一、目的基因的获取 1 1、目的基因概念：、目的基因概念： 主要指的是主要指的是编码蛋白质的结构基因。编码蛋白质的结构基因。也也 可以是一些具有调控作用的因子。可以是一些具有调控作用的因子。 2 2、目的基因获取方法：、目的基因获取方法： 从从基因文库基因文库中获取目的基因中获取目的基因 利用利用PCRPCR技术技术扩增目的基因扩增目的基因 化学方法直接化学方法直接人工合成人工合成 从基因文库中获取目的基因 基因文库： 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受体菌的群体中，各个 受体菌分别含有这种生物的不同基因 ，称为基因文库。 基因文库 基因组文库 部分基因文库 （如cDNA文库） 基因文库的构建过程 基 因 组 文 库 限制酶 供体细胞的 全部DNA 大量DNA 片段 拼接到载体上 导入受体细胞扩增 基因文库的构建过程 mRNA单链DNA 双链DNA 逆转录 cDNA文库 如何从基因文库中找到所需要的基因？如何从基因文库中找到所需要的基因？ 依据目的基因的有关信息。 如：根据基因的核苷酸序列 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。 从基因文库中获取目的基因 利用利用PCRPCR技术技术扩增目的基因扩增目的基因 PCR的全称： 聚合酶链式反应 PCR的原理： DNA复制 PCR技术扩增目的基因的前提条件： 要有一段已知的目的基因的核苷酸序列。 模板 原料 引物 酶 控制温度 利用利用PCRPCR技术技术扩增目的基因扩增目的基因 目的基因DNA 四种脱氧核苷酸 如单链DNA分子片段 耐热的DNA聚合酶 PCR仪自动调控 PCR的条件： PCR的过程： 利用利用PCRPCR技术技术扩增目的基因扩增目的基因 变性(90-95) 复性(55-60) 延伸(70-75) 用化学方法直接用化学方法直接人工合成人工合成 条件：基因较小，核苷酸序列已知。 二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建核心核心 用切目的基因相 同的限制性内切 酶切割质粒 二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建核心核心 二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建核心核心 目的基因 二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建核心核心 1、基因表达载体的组成 目的基因 启动子: 终止子: 标记基因等 一段有特殊结构的DNA片段。 位于基因的首端。 一段有特殊结构的DNA片段。 位于基因的尾端。 启动子的作用： 二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建核心核心 终止子作用： 使转录在所需要的地方停止。 标记基因作用： 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，如 青霉素基因。 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。 二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建核心核心 2、基因表达载体的构建目的： a.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。 b.使目的基因能够表达和发挥作用。 三、目的基因导入受体细胞 1、什么是转化？ 2、目的基因导入植物细胞常用的方法 是什么？具体过程是怎样的？ 3、目的基因导入动物细胞常用的方法 是什么？基本操作程序是怎样的？ 4、目的基因导入大肠杆菌的方法是怎 样的？钙离子有什么作用？ 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。 三、目的基因导入受体细胞 1.目的基因导入植物细胞 常用的方法: 农杆菌转化法、基因枪法、花粉 管通道法 农杆菌的特点: a.易感染双子叶植物和祼子植物。 b.具有趋化性。 c.Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞 ，并整合到受体细胞染色体的DNA上 三、目的基因导入受体细胞 三、目的基因导入受体细胞 1.目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法的导入过程: 构建基因表达载体 转入 农杆菌 植物细胞 导入 稳定维持和表达 .目的基因导入动物细胞 常用的方法: 显微注射技术 操作程序： 三、目的基因导入受体细胞 a.先提纯含目的基因的表达载体 b.从动物体内取出卵(受精卵） c.显微注射仪进行显微注射 d.将含目的基因的受精卵移植到输卵 管或子宫中发育成新个体 3.目的基因导入微生物细胞 原核生物的特点: 繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较 少。 大肠杆菌的转化过程: 用Ca2+处理细胞 增加细胞壁的透性 ，与细胞膜无关 三、目的基因导入受体细胞 感受态细胞 重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合 感受态细胞吸收DNA分子 四、目的基因的检测与鉴定 1、导入目的基因后需要检测哪些方面？ 各采取什么方法？ 2、什么是DNA分子探针？检测时的DNA探 针通过什么原理来检测目的基因和相应 的mRNA？ 3、利用抗体抗原杂交检测的原理是什 么？ 1.目的基因是否插入受体细胞染色体的 DNA上 目的基因的检测内容和方法 检测方法 : DNA分子杂交技术 DNA探针： 用放射性同位素等作标记的含有 目的基因的DNA片段。 四、目的基因的检测与鉴定 2.目的基因是否转录出mRNA 目的基因的检测内容和方法 检测方法 : 分子杂交技术 用DNA探针与mRNA杂交。 四、目的基因的检测与鉴定 目的基因的检测内容和方法 检测方法 : 抗原抗体杂交 3.目的基因是否翻译出蛋白质 四、目的基因的检测与鉴定 4、个体生物学水平的鉴定 四、目的基因的检测与鉴定 珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成 成分，当它的成分异常时，动物可能患 某种疾病，如镰刀型细胞贫血症，假如 让你用基因工程的方法使大肠杆菌生产 出鼠的珠蛋白，想一想，应该如何 设计？ 思考与探究 思考与探究 1.从小鼠中克隆出珠蛋白基因的编码序列（ CDNA）。 2.将cDNA前接上在大肠杆菌中可以适用的启动子， 另外加上抗四环素的基因，构建成一个表达载体。 3.将表达载体导入无四