基因工程的基本操作步骤ppt课件.ppt

基因工程的基本操作程序 1 1 基因工程包括哪些步骤 3 基因工程中的核心环节是哪一步 4 基因表达载体导入到受体细胞有哪些方法 5 目的基因导入受体细胞就会成功表达吗 如何检测和鉴定 2 什么是目的基因 获取的方法有哪些方法 思考讨论问题 2 3 基因工程的基本操作程序 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 4 主要是指编码蛋白质的基因 一 目的基因 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 一 目的基因的获取 5 二 获取目的基因的方法 1 从基因文库中直接获取 2 PCR技术扩增 3 化学方法直接人工合成 6 1 从基因文库中直接获取 1 基因文库的概念 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 含有一种生物的全部基因 只包含了一种生物的部分基因 如 cDNA文库 7 2 基因文库的建立方法 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 方法一 直接分离法 8 某种生物的单链mRNA 单链互补DNA 双链cDNA片段 导入受体菌中储存 与运载体连接 cDNA文库 反 逆 转录酶 DNA聚合酶 方法二 反转录法 cDNA的合成流程图解 9 PCR技术 多聚酶链式反应 PCR扩增仪 DNA半保留复制的基本原理 一段已知目的基因的核苷酸序列 四种脱氧核苷酸 一对引物 热稳定DNA聚合酶 Taq酶 模板DNA 2 利用PCR技术扩增目的基因 原理 前提 条件 10 利用PCR技术扩增目的基因 11 高温变性 1 目的基因DNA受热变性 解链 2 引物与单链互补结合 3 合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸 12 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 3 人工合成 13 核心 二 基因表达载体的构建 功能 使目的基因进入受体细胞并有效表达 而且要能稳定存在且遗传给后代 14 基因表达载体的构建 1 用一定的限制酶切割质粒 使其出现一个切口 露出黏性末端 2 用同一种限制酶切断目的基因 使其产生相同的黏性末端 3 将切下的目的基因片段插入质粒的切口处 再加入适量DNA连接酶 形成了一个重组DNA分子 重组质粒 目的基因与运载体的结合过程 实际上是不同来源的基因重组的过程 15 编码区 非编码区 非编码区 启动子 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 终止子 16 编码区 非编码区 非编码区 启动子 终止子 AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC RNA聚合酶 AGGUCACGUCG 17 基因表达载体的组成 b 目的基因 a 启动子 c 终止子 d 标记基因 e 复制原点 18 1 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 小试牛刀 19 2 1997年 科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组 并且在大肠杆菌中表达成功 请据右下图回答问题 1 此图表示的是采取 合成基因的方法获取 基因的过程 2 图中 DNA是以为 模板 形成单链DNA 在酶的作用下合成双链DNA 从而获得了所需要的目的基因 人工 目的 控制胰岛素合成的信使RNA 小试牛刀 20 3 图中 代表 它往往含基因 以便对目的基因的检测 重组DNA分子 标记 21 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 目的基因导入受体细胞 22 将目的基因导入植物细胞的方法 1 农杆菌转化法 2 基因枪法 3 花粉管通道法 23 土壤农杆菌转化法示意图 24 将目的基因导入动物细胞的方法 显微注射法 25 将目的基因导入微生物细胞方法 宿主细胞 大肠杆菌 感受态细胞 大肠杆菌 Ca2 26 四 目的基因的检测与鉴定 首先 其次 最后 还要 要检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因 DNA分子杂交技术分子探针 检测目的基因是否转录出mRNA 检测目的基因是否翻译出蛋白质 个体生物学水平的鉴定 27 不能 受体细胞必须表现出特定的性状 才能说明目的基因完成了表达 受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗 若不能表达 要对抗虫基因再进行修饰 28 多细胞生物的检测 将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体 检测这些个体是否摄入目的基因 摄入的基因是否表达 是否表现出相应的性状 淘汰无变化的个体 保留有相应变化的个体进一步培养 研究 例 用棉铃饲喂棉铃虫 如虫吃后不出现中毒症状 说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达 如虫吃后中毒死亡 则说明摄入了抗虫基因并得到表达 29 3 2010江苏高考 27题 8分 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点 图l 图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点 请回答下列问题 1 一个图1所示的质粒分子经Sma 切割前后 分别含有个游离的磷酸基团 0 2 30 2 若对图中质粒进行改造 插入的Sma 酶切位点越多 质粒的热稳定性越 3 用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒 不能使用Sma 切割 原因是 4 与只使用EcoRI相比较 使用BamH 和Hind 两种限制酶同时处理质粒 外源DNA的优点在于可以防止 5 为了获取重组质粒 将切割后的质粒与目的基因片段混合 并加入酶 6 重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 7 为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因 将重组