高中生物 专题1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序专题课件 新人教版选修3.ppt

1 2基因工程的基本操作程序 基本步骤 一 目的基因的获取二 基因表达载体的构建三 将目的基因导入受体细胞四 目的基因的检测与鉴定 一 目的基因的获取 一 目的基因目的基因主要指能编码蛋白质的基因 例如 与生物抗逆性相关的基因 与优良品质相关的基因 与生物药物和保健品相关的基因等 也可以是一些具有调控作用的因子 基因结构 原核生物基因与真核生物基因在结构上都有编码区和非编码区 编码区 是编码具有一定氨基酸序列的蛋白质的序列 非编码区 分布于编码区两侧 对于编码区编码蛋白质具有调控作用 原核生物基因 编码区连续真核生物基因 编码区不连续 外显子与内含子的认识 二 获取目的基因的方法1 从基因文库中获取目的基因 1 基因文库 将某种生物全部dna提取出来 选用适当的限制酶 将dna切成一定范围大小的dna片段 分别与载体连接 导入受体菌的群体中储存 各个受体菌分别含有这种生物的不同基因 称为基因文库 2 种类 基因组文库 这个受体菌的群体包含了这种生物的所有基因 称为基因组文库 部分基因文库 部分受体菌所含有的基因只是该种生物的部分基因 称为基因组文库 如cdna文库 两种文库的比较 3 从基因文库中获取目的基因的主要依据可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 基因的翻译产物蛋白质等特性来获取目的基因 2 利用pcr技术扩增目的基因 1 pcr pcr是聚合酶链式反应的缩写 它是一项在生物体外复制特定dna片段的核酸合成技术 通过这一技术 可以获得大量的目的基因 2 原理 利用dna双链复制的原理 3 前提 有一段已知目的基因的核苷酸序列 以便根据这一段序列合成引物 4 需要条件 模板dna 引物 四种脱氧核苷酸 热稳定dna聚合酶 taq酶 pcr扩增仪 5 特点 呈指数式扩增 6 过程 7 细胞内dna复制与pcr技术的比较 3 人工合成如果基因较小 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 二 基因表达载体的构建 基因表达载体的构建是基因工程的第二步 也是基因工程的核心 1 目的 是目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以遗传至下一代 使目的基因能够表达和发挥作用 2 组成 目的基因 启动子 终止子 标记基因 2 组成 1 启动子 是一段有特殊结构的dna片段 位于基因的首端 是rna聚合酶识别和结合的部位 能驱动基因转录出mrna 最终获得所需要的蛋白质 2 终止子 是一段有特殊结构的dna片段 位于基因的尾端 能使转录在所需位置停下来 3 标记基因的作用 为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出来 常用的标记基因是抗生素基因 3 基因表达载体的构建过程以质粒作为运载体 结果 目的基因两端结合呈环状dna 载体的两端重新结合成环状dna 目的基因与载体的黏性末端结合形成基因表达载体4 基因表达载体的功能 1 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 2 使目的基因能够表达和发挥作用 三 将目的基因导入受体细胞 1 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的表达的过程 成为转化 2 将目的基因导入植物细胞 1 方法 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 2 农杆菌转化法特点 3 农杆菌转化法过程 目的基因 插入ti质粒的t dna上 转入农杆菌 导入植物细胞 整合到受体细胞染色体的dna上 维持稳定和表达 3 将目的基因导入动物细胞 1 常用方法 显微注射技术 2 操作程序 将含有目的基因的表达载体提纯 取卵 受精卵 显微注射 移植到雌性动物的输卵管或子宫内发育 获得具有新性状的动物4 将目的基因导入微生物 1 原核生物的特点 繁殖快 多为单细胞 遗传物质少等 2 转化过程 ca2 处理细胞 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 3 实例 早期的基因工程操作都用原核生物作为受体细胞 其中以大肠杆菌最为常见 5 目的基因导入不同受体细胞的比较 四 目的基因的检测与鉴定 目的基因导入受体细胞后 是否可以稳定维持和表达其遗传特性 只有通过检测和鉴定才能知道 这是基因工程的第四步工作 1 操作目的检测和鉴定目的基因导入受体细胞后 是否可以稳定维持和表达起遗传特性 2 检测和鉴定水平 dna探针及其应用 1 dna探针的应用所依据的原理是dna杂交 dna杂交是指dna片段在适合的条件下能和与之互补的另一个片段结合 如果对最初的dna片段进行标记 即成为探针 2 dna探针