江苏省徐州市王杰中学高中生物 基因工程的基本操作程序教学课件1 新人教版选修3.ppt

1 2 基因工程的基本操作程序 专题1 基因工程 一基因工程的原理1 概念 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 基因拼接技术或dna重组技术 生物体外 基因 dna分子水平 剪切 拼接 导入 表达 人类需要的基因产物 人工 基因重组 原核细胞的基因结构 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 与rna聚合酶结合位点 启动子 终止子 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 有调控遗传信息表达的核苷酸序列 启动子 一段有特殊结构的dna片断 基因的首端 是rna聚合酶识别和结合部位 驱动基因转录 启动子 终止子 一段有特殊结构的dna片断 基因的尾端 使转录终止 终止子 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 启动子 终止子 编码区上游 编码区下游 编码区 非编码区 能编码蛋白质的序列 非编码序列 包括非编码区和内含子 不能编码蛋白质的序列 内含子 外显子 不能转录为信使rna 不能编码蛋白质 有调控遗传信息表达的核苷酸序列 启动子 终止子 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 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 一 目的基因的获取 主要是编码蛋白质的结构基因 初始目的基因的来源 1 从生物中直接获取 2 人工合成 基因工程基本操作的步骤 也可以是一些具有调控作用的因子 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因 还有植物的抗病 抗病毒 抗细菌 基因 种子贮藏蛋白的基因 以及人的胰岛素基因 干扰素基因等 注意 要保持基因的完整性 1 直接分离基因 鸟枪法 散弹射击法 运载体 供体细胞中dna 许多dna片段 载入 导入 受体细胞 产生特定性状 目的基因 分离 外源dna扩增 该法最大的缺点是带有很大的盲目性 工作量大 成功率低 用限制酶将供体细胞中的dna切成许多片段 将这些片段分别载入运载体 然后通过运载体分别转入不同的受体细胞 让供体细胞提供的外源dna的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制 即扩增 从中找出含有目的基因的细胞 再利用一定的方法将目的基因的dna片段分离出来 目的基因的mrna 单链cdna 反转录 双链dna 即目的基因 双链cdna 合成 1 反转录法 蛋白质的氨基酸序列 mrna的核苷酸序列 结构基因的核苷酸序列 目的基因 推测 化学合成 推测 2 人工合成基因法 2 根据已知的氨基酸序列合成dna法 合成的基因中均无内含子和启动子 杂交双链 rna dna 核酸酶h 上述三种目的基因提取的方法有何优缺点 操作简便广泛使用 工作量大 盲目 分离出来的有时并非一个基因 专一性强 操作过程麻烦 mrna很不稳定 要求的技术条件较高 专一性强 仅限于合成核苷酸对较少的简单基因 现在常用的获得目的基因的方法有哪些呢 1 从基因文库中获取目的基因 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 genelibrary 基因组文库 包含了一种生物所有的基因的基因文库部分基因文库 包含了一种生物的一部分基因的基因文库 如何从基因文库中得到所需要的基因 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 是否一定要构建基因文库 未知目的基因序列时 已知目的基因序列时 2 人工合成 基因比较小 核苷酸序列已知 dna合成仪 3 pcr技术扩增目的基因 pcr 聚合酶链式反应是一项生物体外复制特定dna片段的核酸合成技术 通过此技术 可获取大量的目的基因 概念 pcr全称为 是一项在生物 复制 的核酸合成技术 条件 前提条件 原理 方式 以 方式扩增 即 n为扩增循环的次数 结果 聚合酶链式反应 体外 特定dna片段 dna复制 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 指数 2n 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增 二 利用pcr技术扩增目的基因 基因表达载体的组成 复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因 二 基因表达载体的构建 核心 质粒 dna分子 限制酶处理 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 一个切口两个黏性末端 复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因 三 将目的基因导入受体细胞 1 将目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 三 将目的基因导入受体细胞 1 将目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 2 将目的基因导入动物细胞 显微注射技术 提纯基因表达载体 三 将目的基因导入受体细胞 1 将目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 2 将目的基因导入动物细胞 显微注射技术 3 将目的基因导入微生物细胞 ca2 处理 四 目的基因