人教版教学课件高二生物(基因工程的基本操作程序).ppt

生物选修3 1 2基因工程的基本操作程序 专题1基因工程 目的基因的检测与鉴定 基因工程的基本操作程序的步骤 目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 阅读与思考 1 什么是目的基因 2 获取目的基因的方法有哪些 其操作过程分别是怎样的 一 目的基因的获取 1 目的基因概念 主要指的是编码蛋白质的结构基因 也可以是一些具有调控作用的因子 2 目的基因获取方法 从基因文库中获取目的基因利用PCR技术扩增目的基因化学方法直接人工合成 从基因文库中获取目的基因 基因文库 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 基因组文库 部分基因文库 如cDNA文库 基因文库的构建过程 基因组文库 基因文库的构建过程 mRNA 单链DNA 双链DNA cDNA文库 如何从基因文库中找到所需要的基因 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 从基因文库中获取目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 PCR的全称 聚合酶链式反应PCR的原理 DNA复制PCR技术扩增目的基因的前提条件 要有一段已知的目的基因的核苷酸序列 模板原料引物酶控制温度 利用PCR技术扩增目的基因 目的基因DNA 四种脱氧核苷酸 如单链DNA分子片段 耐热的DNA聚合酶 PCR仪自动调控 PCR的条件 PCR的过程 利用PCR技术扩增目的基因 变性 90 95 复性 55 60 延伸 70 75 用化学方法直接人工合成 条件 基因较小 核苷酸序列已知 二 基因表达载体的构建 核心 用切目的基因相同的限制性内切酶切割质粒 二 基因表达载体的构建 核心 二 基因表达载体的构建 核心 目的基因 基因表达载体的构建过程 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 二 基因表达载体的构建 核心 1 基因表达载体的组成 目的基因启动子 终止子 标记基因等 一段有特殊结构的DNA片段 位于基因的首端 一段有特殊结构的DNA片段 位于基因的尾端 启动子的作用 二 基因表达载体的构建 核心 终止子作用 使转录在所需要的地方停止 标记基因作用 是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因 从而将有目的基因的细胞筛选出来 如青霉素基因 是RNA聚合酶识别和结合的部位 有了它才能驱动基因转录出mRNA 最终获得蛋白质 二 基因表达载体的构建 核心 2 基因表达载体的构建目的 a 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 b 使目的基因能够表达和发挥作用 三 目的基因导入受体细胞 1 什么是转化 2 目的基因导入植物细胞常用的方法是什么 具体过程是怎样的 3 目的基因导入动物细胞常用的方法是什么 基本操作程序是怎样的 4 目的基因导入大肠杆菌的方法是怎样的 钙离子有什么作用 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和表达的过程 三 目的基因导入受体细胞 1 目的基因导入植物细胞 常用的方法 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 农杆菌的特点 a 易感染双子叶植物和祼子植物 b 具有趋化性 c Ti质粒上的T DNA可转移到受体细胞 并整合到受体细胞染色体的DNA上 三 目的基因导入受体细胞 三 目的基因导入受体细胞 1 目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法的导入过程 构建基因表达载体 转入 农杆菌 植物细胞 导入 稳定维持和表达 目的基因导入动物细胞 常用的方法 显微注射技术操作程序 三 目的基因导入受体细胞 a 先提纯含目的基因的表达载体b 从动物体内取出卵 受精卵 c 显微注射仪进行显微注射d 将含目的基因的受精卵移植到输卵管或子宫中发育成新个体 显微注射 分裂分化 移植 发育 2 导入动物细胞 含目的基因的表达载体 动物的受精卵 含目的基因的受精卵 早期胚胎 雌性动物输卵管或子宫 转基因动物 问题 为什么将目的基因导入动物细胞常用的受体细胞是受精卵 思考回答1 为什么基因工程科学家常采用细菌 酵母菌等微生物作为受体细胞 思考回答2 为什么要用Ca2 处理细胞 繁殖快 遗传物质相对较少 操作简单 价格低廉 因为大肠杆菌等细菌的细胞壁成分主要是肽聚糖 因此一般要先用Ca2 处理 以增加细菌细胞壁的通透性 3 目的基因导入微生物细胞 原核生物的特点 繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少 大肠杆菌的转化过程 用Ca2 处理细胞 增加细胞壁的透性 与细胞膜无关 三 目的基因导入受体细胞 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 四 目的基因的检测与鉴定 1 导入目的基因后需要检测哪些方面 各采取什么方法 2 什么是DNA分子探针 检测时的DNA探针通过什么原理来检测目的基因和相应的mRNA 3 利用抗体 抗原杂交检测的原理是什么 1 目的基因是否插入受体细胞染色体的DNA上 目的基因的检测内容和方法 检测方法 DNA分子杂交技术 DNA探针 用放射性同位素等作标记的含有目的基因的DNA片段 四 目的基因的检测与鉴定 2 目的基因是否转录出mRNA 检测方法 分子杂交技术 用DNA探针与mRNA杂交 四 目的基因的检测与鉴定 检测方法 抗原 抗体杂交 3 目的基因是否翻译出蛋白质 4 个体生物学水平的鉴定 基因工程的基本操作程序 目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 1 从基因文库中获取目的基因2 利用PCR技术扩增目的基因3 化学方法人工合成 复制原点 目的基因 启动子 终止子 标记基因 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 DNA分子杂交技术 分子杂交技术 抗原 抗体杂交技术 分子检测外的个体水平鉴定 巩固练习 1 人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗生素抗性基因 该抗性基因的主要作用是 A 提高受体细胞在自然环境中的耐药性B 有利于对目的基因是否导入进行检测C 增加质粒分子的分子量D 便于与外源基因连接2 在遗传工程技术中 限制性内切酶主要用于 A 目的基因的提取和导入B 目的基因的提取和检测C 目的基因与载体的结合和导入D 目的基因的提取与载体结合 B D 3 在遗传工程技术中 下列何种目的基因一般以直接分离的方法获得 A 人的胰岛素基因B 蚕的蚕丝蛋白基因C 芽孢杆菌的抗虫基因D 菜豆储藏蛋白基因4 1976年 美国的科学家首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌 并获得了表达 此文中的表达是指该基因在大肠杆菌 A