一轮专题一基因工程时Microsofoweroin演示文稿PPT课件.ppt

一 原核生物与真核生物的基因结构 1 原核生物基因结构 编码区 非编码区 非编码区 编码区上游 编码区下游 编码蛋白质 调控遗传信息的表达 调控程序 A ATGTGCACGTAGTTA G T TACACGTGCATCAAT C 启动子 终止子 1 编码区和非编码区 能编码蛋白质的区段叫做编码区 不能编码蛋白质的区段叫做非编码区 在非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列 1 编码区 非编码区 非编码区 启动子 终止子 ATGTGCACGTAGTTA TACACGTGCATCAAT RNA聚合酶 AUGUGCACGUAGUUA 启动子 位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列 没有启动子 基因就不能转录 RNA聚合酶 能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质 终止子 位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断 它能阻碍RNA聚合酶的移动 并使其从DNA模板链上脱离下来 使转录终止 2 启动子 RNA聚合酶 终止子 2 编码区 非编码区 非编码区 能编码蛋白质 启动子 终止子 外显子 内含子 编码蛋白质 不能编码蛋白质 2 真核生物的基因结构 1 外显子和内含子 外显子能编码蛋白质 内含子不能编码蛋白质 2 非编码区和非编码序列 非编码序列包括非编码区和编码区的内含子 3 原核细胞的基因结构 真核细胞的基因结构 相同点 都是由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区构成 不同点 原核细胞基因的编码区是连续的 真核细胞的编码区是间隔的 不连续的 4 二 基因工程的基本操作程序 阅读教材P8 12 回答下列相关问题 1 基因工程的基本操作流程图 5 1 从基因文库中直接获取 1 基因文库的概念 见P9 2 基因文库的分类 按外源DNA片段的来源分类 基因组DNA文库 含有一种生物的全部基因 部分基因文库 只包含了一种生物的部分基因 如 cDNA文库 3 建立基因文库的目的 在未知基因序列的情况下 便于寻找并获得所需的大量的目的基因 4 基因文库的构建方法 直接分离法 基因组文库 反转录法 cDNA 一 目的基因的获取 生物材料 分离DNA DNA片段 基因组文库 分离MRNA cDNA cDNA文库 从基因文库中获取 限制酶切割 反转录 利用PCR技术扩增 化学方法人工合成 6 提取某种生物的全部DNA 用适当的限制酶切 一定大小的DNA片段 将DNA片段与载体连接 导入受体菌中储存 基因组文库 基因文库的构建方法之一 直接分离法 鸟枪法 原核生物的基因组文库 用限制酶切成许多片断 7 在细胞质中将mRNA分离并加入反转录酶 合成第二条DNA链 真核细胞的基因 在细胞核内转录 原核细胞的基因 在细胞质内转录 基因文库的构建方法之二 反转录法 主要是真核生物的cDNA mRNA DNA单链 cDNA 8 基因文库的构建方法 2019 12 30 9 9 生物材料 分离DNA DNA片段 基因组文库 分离MRNA cDNA cDNA文库 从基因文库中获取 限制酶切割 反转录 利用PCR技术扩增 化学方法人工合成 10 2 利用PCR技术扩增目的基因 四种脱氧核苷酸 一对引物 热稳定DNA聚合酶 模板DNA 需含有目的基因 4 条件 一对寡核苷酸序列 与目的基因的起始段互补 一段已知目的基因的核苷酸序列 以便根据这一序列合成引物 5 前提 加热 3 过程 6 结果 指数 2n 7 PCR技术扩增与DNA复制的比较 DNA复制 碱基互补配对原则 以 方式扩增 即 扩增 n为扩增循环的次数 是一项在已知特定DNA片段的碱基序列情况下 在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术 11 4 过程 高温变性 解旋为单链 低温退火 引物与单链互补序列结合 适温延伸 在Taq酶的作用下合成与模板互补的DNA双链 重复循环 12 PCR 多聚酶链式反应 13 比较 PCR技术和DNA的复制 14 2019 12 30 15 目的基因的mRNA 单链DNA 双链DNA 即目的基因 反转录 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 推测 化学合成 2 根据已知的氨基酸序列合成DNA法 化学合成仪 3 人工合成的目的基因 16 1 构建表达载体的目的 IMN 2 一个表达载体组成 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代 同时使目的基因能表达和发挥作用 二 基因表达载体的构建 基因工程的核心 复制原点 目的基因 启动子 终止子 标记基因 1 启动子 是一段有特殊结构的 位于基因的 是 识别和结合的部位 能驱动基因转录出 最终获得所需的 2 终止子 也是一段有特殊结构的 位于基因的 3 标记基因的作用 是为了鉴定受体细胞中 从而将含有 的细胞筛选出来 常用的标记基因是 4 复制原点 复制的起点 17 3 基因表达载体的构建的过程 18 三 将目的基因导入受体细胞 一 转化 二 方法 导入植物细胞 导入动物细胞 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 Ca2 处理法 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 受体细胞 方法 过程 受体细胞 方法 过程 受体细胞 方法 过程 19 1 将目的基因导入植物细胞的方法 1 农杆菌转化法 A 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B 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 农杆菌特点 受体细胞 目的基因插人Ti质粒的上 转入农杆菌 导入植物细胞 目的基因整合到植物细胞 上 目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达 植物体细胞 20 2 将目的基因导入动物细胞 受体细胞 方法 程序 显微注射法 受精卵 将含有目的基因的表达载体提纯 取卵 获得受精卵 显微注射 早期胚胎培养 胚胎移植 发育成为具有新性状的动物 21 3 将目的基因导入微生物细胞 受体细胞 方法 过程 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 原核细胞或酵母菌 其特点是 单细胞 繁殖速度快 遗传物质少 获得目的基因产物多 Ca2 处理法 22 思考 1 导入过程完成后 全部受体细胞都能摄入重组DNA分子吗 怎么筛选出含有目的基因的细胞 真正能摄入重组DNA分子的受体细胞很少 用标记基因筛选 23 导入 含有氨苄青霉素的完全培养基 不能存活 Ca2 处理 检测 1 培养不具有氨苄青霉素抗性基因的农杆菌 具有氨苄青霉素抗性基因的农杆菌 完全培养基 含有氨苄青霉素的完全培养基 培养 培养d 2 把含有氨苄青霉素抗性基因的表达载体导入 3 进行检测 存活 筛选含有基因表达载体受体细胞的依据 是标记基因是否表达 24 四 目的基因的检测与鉴定 思考 目的基因导入受体细胞后 是否都能稳定维持和表达 不一定 需要检测 25 1 分子水平的检测 转基因生物的DNA 探针 15N 15N 14N 14N 1 检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 基因探针 放射性同位素等标记的DNA分子 DNA分子杂交技术 变性 变性 变性 DNA RNA分子杂交技术 2 检测目的基因是否转录出了mRNA 探针 15N 15N 转基因生物的mRNA 14N 14N 15N 26 提取 3 检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗原 抗体分子杂交技术 Bt毒素蛋白 将Bt毒蛋白注射小鼠体内 从小鼠血管抽出血液分离出抗Bt