山东省临沂市高中生物 1.2 基因工程的基本操作程序课件 新人教版选修3.ppt
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山东省临沂市高中生物
1.2
基因工程的基本操作程序课件
新人教版选修3
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1 2基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 一 目的基因的获取 1 目的基因主要是指 编码蛋白质的结构基因 请举出三个以上的例子 2 获取目的基因的常用方法 1 从基因文库中获取 2 人工合成 3 利用pcr技术扩增目的基因 概念 基因文库 genelibrary 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 genelibrary 1 从基因文库中获取目的基因 基因组文库 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 部分基因文库 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 原核细胞的基因结构 补充内容 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 不编码蛋白质 编码蛋白质 连续不间断 编码区 非编码区 原核细胞的基因结构 调控遗传信息表达 上游有启动子 下游有终止子 真核细胞的基因结构 补充内容 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 真核细胞的基因结构 编码区 非编码区 外显子 能编码蛋白质的序列内含子 不能编码蛋白质的序列 有调控作用 上游有启动子 下游有终止子 非编码序列 包括非编码区和内含子 原核细胞与真核细胞的基因结构比较 连续 不连续 编码区 非编码 基因组dna文库与cdna文库的比较 原理 前提 原料方式 pcr扩增仪 dna复制 一段已知目的基因的核苷酸序列 以 方式扩增 即 n为扩增循环的次数 指数 2n 模板dna dna引物 四种脱氧核苷酸 热稳定dna聚合酶 taq酶 离子 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 过程 变性 退火 延伸三步曲 变性 加热至90 95 双链dna解链成为单链dna退火 冷却至55 60 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70 75 以目的基因为模板 合成互补的新dna链 3 pcr技术与dna复制的比较 二 基因表达载体的构建 核心 1 用一定的 切割质粒 使其出现一个切口 露出 2 用 切断目的基因 使其产生 3 将切下的目的基因片段插入质粒的 处 再加入适量 形成了一个重组dna分子 重组质粒 限制酶 黏性末端 同一种限制酶 的黏性末端 切口 dna连接酶 相同 1 过程 质粒 目的基因 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 表达载体 同一种 1 过程 a 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代 b 同时使目的基因能表达和发挥作用 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 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 3 基因表达载体的组成 它们有什么作用 a 目的基因 b 启动子 c 终止子 d 标记基因 位于基因的首端 是rna聚合酶结合位点 位于基因的末端 终止转录 检测目的基因是否导入受体细胞 常用的受体细胞 有大肠杆菌 枯草杆菌 土壤农杆菌 酵母菌和动植物细胞等 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径 三 将目的基因导入受体细胞 1 将目的基因导入植物细胞 1 农杆菌转化法 特点 能感染双子叶植物和祼子植物 对单子叶植物无感染能力 ti质粒的t dna可转移至受体细胞并整合到其染色体上 转化过程 ti质粒目的基因 构建 表达载体 植物细胞 植物细胞染色dna 新性状 农杆菌 2 基因枪法 基因枪法又称微弹轰击法 是利用压缩气体产生的动力 将包裹在金属颗粒表面的表达载体dna打入受体细胞中 使目的基因与其整合并表达的方法 3 花粉通道法 植物花粉在柱头上萌发后 花粉管要穿过花柱直通胚囊 花粉管通道法就是在植物受粉后 花粉形成的花粉管还未愈合前 剪去柱头 然后 滴加dna 含目的基因 使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞 2 将目的基因导入动物细胞 方法 显微注射技术 操作程序 提纯含目的基因表达载体 取受精卵 显微注射 移植到子宫 受精卵发育 新性状动物 3 将目的基因导入微生物细胞 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 将目的基因导入受体细胞 四 目的基因的检测与鉴定 导入检测 目的基因是否导入受体细胞 检测 表达检测 方法 转录检测 分子杂交 翻译检测 抗原抗体杂交 dna分子杂交 分子检测法 鉴定 抗虫鉴定抗病鉴定活性鉴定等 个体水平的鉴定 知识延伸 dna分子杂交技术 该方法是根据碱基互补配对原则 把互补的双链dna解开 把单股的dna小片段用同位素 荧光分子或化学发光催化剂等进行标记 之后同被检测的dna中的同源互补序列杂交 从而检出所要查明的dna或基因
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