用基因工程的基本操作程序.ppt

陌陌个性签名女生文艺控 1、从云端坠落却看见整片天空。 2、Abstruse eyes， a smile in the clear reflections.深邃的眼眸，倒影出笑容的清澈。 3、左心房旳温暖，是沵最耀眼旳光芒。 4、炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。 5、风吹起如花般破碎的流年，而你的笑容摇晃摇晃，成为我命途中最美的点缀，看天、看雪、看季节深深的暗影。 6、o手牵手，一起走进结婚礼堂，让上帝见证我们的爱情. 7、我们的爱，不求生生世世，但求今生今世。 8、夕阳西下一抹金色映洒满整个海面，这一刻天和地不再是两个个体。 9、他和她爱德很美很浪漫就像/玫瑰花 10、夏天弃了西瓜爱上了空调 11、我给你一滴眼泪，你有没有看到我心中全部的海洋。 12、诠释流星的幸福，记录你我间追逐得雨季 13、伈、为 袮 滴 成 琥 珀， 冷 却 以 后、 千 哖 后 万 哖 后、 爱 通 透 依 旧 。 14、摩天轮顶端的幸福 15、午后的微光透过窗帘的间隙投射在泛黄的信纸上，似一块橘色的琥珀。 16、心随你动，时间因你而静止。,基因工程的基本操作程序,基因工程基本操作的包括 几个步骤？核心是？,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、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,核心,一、目的基因的获取,从基因文库中获取,利用PCR技术扩增,人工合成,阅读教材回答： 1、目的基因的来源 2、目的基因的种类 3、获取目的基因常用的方法,生物体直接分离,从基因文库中获得目的基因,1、什么是基因文库？包括的种类有哪些？ 2、怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢？ 3、如何构建基因文库？构建方法包括哪些？ 4、cDNA文库和基因组文库有何不同？尝试分析出现这些区别的原因？,不能转录为信使RNA，不能 编码蛋白质。,：能转录相应的信使RNA，能 编码蛋白质,编码区,非编码区,原核细胞的 基因结构,有调控遗传信息表达的核 苷酸序列.包括启动子和终止子,非编码区,非编码区,编码区,编码区上游,编码区下游,启动子,终止子,2、真核细胞的基因结构,编码区,与RNA聚合酶 结合位点,内含子,外显子,能够编码蛋白质的序列叫做外显子,不能够编码蛋白质的序列叫做内含子,启动子,终止子,编码区上游,编码区下游,内含子：,外显子：,非编码序列：,包括非编码区和内含子,合作探究：,尝试画出真核生物基因表达的过程,DNA,3、原核细胞与真核细胞的基因结构比较,思考,1、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？ 2、cDNA是怎样获得的？现在你能理解cDNA文库的这些特点了吗？想一想，再与同学交流，还有哪些问题不能理解？,连续,不连续,编码区,非编码,基因组DNA文库,cDNA文库,基因组DNA文库与cDNA文库的比较,基因组文 库的构建,（2）基因文库的构建方法,通过对受体菌的培养而储存基因, 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，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫这种生物的cDNA文库,比较基因组文库和cDNA文库,大,小,有,无,有,无,全部基因,部分基因,部分基因可以,可以,怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?,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,1、构建基因组DNA文库时，首先应分离细胞的 A、染色体DNA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA,2、目的基因可从基因文库中获得，下列有关基因文库的描述正确的是 A、某生物的全套基因就是一个基因文库 B、将含有某种生物不同的许多DNA片段，导入某个生物体内，则这个生物就是一个基因文库 C、含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库 D、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫cDNA文库,A,C,2、利用PCR技术扩增目的基因,阅读10页最后一段，结合图1-8回答： 1、PCR的全称 2、概念 3、原理 4、前提 5、条件 6、过程,PCR技术多聚酶链式反应,原理： 前提： 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,原料：四种脱氧核苷酸,一对引物（引物1、引物2）,酶：热稳定DNA聚合酶(Taq酶）,模板：DNA的两条链为模板,能量：温度控制,：以_ _方式扩增， 即_ _（n为扩增循环的次数）,指数,2n,方式,使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增,结果,过程,变性、退火、延伸三步曲,变性：加热至9095双链DNA解链成为单链DNA 退火：冷却至5560部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合 延伸：加热至7075以目的基因为模板，在Taq酶的作用下合成互补的新DNA链,重复循环,PCR技术扩增与DNA复制的比较,碱基互补配对,四种脱氧核苷酸,模板、能量、酶,高温下变性解旋,解旋酶催化,体外复制(PCR扩增仪内),主要在细胞核内,热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）,大量的DNA片段,形成整个DNA分子,解旋酶、普通的DNA聚合酶等,3、人工合成化学合成法,DNA合成仪,如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。,1、在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分子片段为ATGTGTACAC，要使其数量增多，可用PCR技术进行人工复制，复制时应给予的条件是 双链DNA分子为模板 ATGTG或TACAC模板链 四种脱氧核苷酸 四种核苷酸 DNA聚合酶 热稳定DNA聚合酶引物 温度变化 恒温 A B C D,D,2、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是 从基因文库中获取目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 反转录法 通过DNA合成仪利用化学方法人工合成 A B C D,D,1）以下说法正确的是 （ ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、基因控制的性状都能在后代表现出来,C,3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ） 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,A,4）有关基因工程的叙述正确的是 （ ） A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料,D,5）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 （ ） 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,C,二、基因表达载体的构建 基因工程的核心,1、目的： 所需结构：,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。,它们各自的作用是什么?,2、基因表达载体的组成：,、 、 、 等,它们各自的作用是什么?,质粒,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）,同一种,3.过程:,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有利于基因的表达；,（2） 通过cDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列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。,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。,注意,用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到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。,三、将目的基因导入受体细胞,（一）转化：,（二）方法,将目的基因导入 植物细胞,将目的基因导入 动物细胞,将目的基因导入 微生物细胞,农杆菌转化法,基因枪法,花粉管通道法,显微注射法,感受态细胞,目的基因进入_内，并且在 受体细胞内维持_和_的过程,受体细胞,稳定,表达,农杆菌转化法,1、将目的基因导入植物细胞的方法： （1）农杆菌转化法 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,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。,过程：,优点,（2）基因枪法 （3）花粉管通道法,2、将目的基因导入动物细胞 方法：显微注射法 程序：,目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵） 显微注射 受精卵 新性状动物,常用法：Ca2+处理,常用菌：大肠杆菌,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,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,3.将目的基因导入微生物细胞,思考：为什么要用Ca2+处理受体细胞？,用Ca2处理，增加细菌细胞壁的通透性,四、目的基因的检测与鉴定,检查是否成功,四、目的基因的检测与鉴定,检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因,1、导入检测,目的：,方法：,DNA分子杂交技术(Southern杂交),从转基因生物中提取的基因组DNA,探针？,杂交的对象？,用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段,15N,15N,14N,探针,转基因生 物的DNA,变性,变性,14N,过 程,.首先取出转基因生物的基因组DNA .用含目的基因的DNA片段用放射性同位素等作标记,以此做探针。 使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示出杂交带,表明目的基因已插入染色体DNA中,2、转录检测,目的：,检测目的基因是否转录出了mRNA,方法：,分子杂交技术（Northern杂交）,用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段,探针？,杂交的对象？,从转基因生物中提取的mRNA.,3、翻译检测,目的：,检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法:,抗原-抗体杂交技术,从转基因生物中提取的蛋白质,抗原？,抗体？,将目的基因编码的蛋白质注射进动物体内进行免疫产生的相应抗体,4、个体生物学水平的鉴定,抗虫鉴定、抗病鉴定、 活性鉴定等,归纳: 基因工程的基本操作程序,获取目的基因 从基因文库 利用PCR 化学方法人工合成 构建基因表达载体 目的基因、启动子、终止子、标记基因 将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法、显微注射法 目的基因的检测与鉴定 检测：是否插入、转录、翻译 鉴定：,练习1：(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 （1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于 处。（填“a”或“b”）,练习1：(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 （2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。 （3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是 和 。 （4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,答案：（1）a a （2）基因枪法（花粉管通道法） （3）植物组织培养（1分） 脱分化（去分化） 再分化 （4）耐盐基因（目的基因） 一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）,5）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 （ ） 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,C,练习,(四)目的基因的检测与鉴定,检查是否成功,检测,鉴定,检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因,检测目的基因是否转录出了mRNA,检测目的基因是否翻译成蛋白质,抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,方法,方法,方法,DNA分子杂