高中生物 1.2 基因工程的基本操作课件 新人教版选修3.ppt

专题一基因工程 1 2基因工程的基本操作程序 一 目的基因的获取 1 基因的结构 2 目的基因的概念 3 目的基因的获取的方法 学习目标 1 基因的结构 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 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 编码区 非编码区 非编码区 能编码蛋白质 启动子 终止子 2 真核与原核生物基因结构的比较 外显子 内含子 编码蛋白质 不能编码蛋白质 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 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 真核生物基因结构 2 目的基因的概念 主要是指编码蛋白质基因 也可以是一些具有调控作用的因子 例如 与生物抗逆性相关的基因 与生物优良品质相关的基因 药物和保健品相关的基因 与毒物降解相关的基因 以及与工业所需要酶相关的基因 目前被广泛提取使用的目的基因有 苏云金杆菌抗虫基因 植物抗病基因 抗病毒 抗细菌 人胰岛素基因等 3 目的基因的获取的方法 3 用化学方法直接人工合成目的基因 1 从基因库中获取目的基因 2 应用pcr技术扩增目的基因 学习目标 1 从基因库中获取目的基因 基因文库和部分基因文库的慨念 基因组文库和cdna文库的主要区别 怎样从基因文库中找到我们所需要的目的基因 基因文库和部分基因文库的慨念 将含有某种生物不同基因的许多dna片段 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的基因 称为基因文库 基因文库中包含了一种生物所有的基因 这种基因文库叫做基因组文库 基因文库中包含了一种生物的一部分基因 这种基因文库叫做部分基因文库 如 cdna文库 基因组文库的建立方法 提取某种生物的全部dna 用适当的限制酶酶切 一定大小的dna片段 将dna片段与运载体连接 导入受体菌中储存 基因组文库 目的基因 分离 部分基因文库的建立方法 mrna 反转录酶 单链dna 合成 双链dna cdna 载体 插入 导入 受体菌群 cdna文库 分离 目的基因 cdna合成过程 第一步 反转录酶以rna为模板合成一条与rna互补的dna单链 形成rna dna杂交分子 第二步 核酸酶h使rna dna杂交分子中的rna链降解 使之变成单链的dna 第三步 以单链dna为模板 在dna聚合酶的作用下合成另一条互补的dna链 形成双链dna分子 2020 1 22 13 基因组文库和cdna文库的主要区别 小 大 无 有 无 有 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 可以 部分基因可以 怎样从基因文库中找到我们所需要的目的基因 根据目的基因的有关信息 例如 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 以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因 2 应用pcr技术扩增目的基因 定义 原理 dna复制 pcr是多聚酶链式反应 是一项在生物体外复制特定dna片段的核酸合成技术 在短时间内大量扩增目的基因 dna分子热变性 在90 95oc时 解旋 双链分开温度降低又结合成双链 因此 在pcr技术中不需要解旋酶 与复制不同之在处 仪器 pcr扩增仪 自动调控温度的仪器 条件 有一段已知的基因的核苷酸序列 以便根据这一序列合成引物 脱氧核苷酸 酶等 过程 a dna热变性 90 95oc b 复性或退火 55 60oc c 延伸 70 75oc d 重复a b c步骤 双链dna模板在热的作用下 氢键断裂形成单键dna 系统温度降低 引物结合到互补dna链上 形成局部的双链dna 在taq酶作用下 合成与模板互补的dna子链 形成双链dna 每重复一次 目的基因增加一倍 pcr扩增为指数形式扩增2n n为扩增循环的次数 在短时间内扩增大量目的基因 3 用化学方法直接人工合成目的基因 蛋白质氨基酸序列 mrna的核苷酸序列 目的基因序列 目的基因针对 基因比较小 核苷酸序列又已知 推测 化学合成 思考 不具有 缺少非编码区 启动子 终止子 和非编码序列 如内含子 要人工构建 人工合成的目的基因是否具有完整基因结构的基因 推测 1 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 课堂巩固 2 下列属于获取目的基因的方法的是 利用mrna反转录形成 从基因组文库中提取 从受体细胞中提取 利用pcr技术 利用dna转录 人工合成a b c d 课堂巩固 3 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