人教版选修3 基因工程的基本操作程序 课件(34张).ppt

1 2基因工程的基本操作程序 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 一 目的基因的获取 目的基因主要是 编码蛋白质的基因 请举出三个以上的例子 获取目的基因的常用方法有哪些 1 从基因文库中获取 从自然界已有物种分离 2 利用pcr技术扩增 3 人工合成 请阅读p8 9第一和二两段 一 目的基因的获取 什么叫基因文库 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 该受体菌群称为基因文库 一 从基因文库中直接获取 一 目的基因的获取 一 从基因文库中直接获取 1 基因文库 概念见p9 的受体菌群体 2 基因文库的分类 按外源dna片段的来源分类 种类 基因组文库 含有一种生物的全部基因 部分基因文库 含一种生物的部分基因 如 cdna文库 3 建基因文库的目的 为了在不知目的基因序列的情况下 便于获得所需的目的基因 4 基因文库的构建 1 基因组文库的构建 提取某生物全部dna 用适当限制酶切割 许多dna片段 与载体连接导入受体菌群 该生物基因组文库 每个受体菌含有一段不同的dna片段 2 cdna文库的构建 mrna反转录形成 mrna 某一发育时期 逆转录酶 杂交双链 核酸酶h 单链dna dna聚合酶 双链dna cdna 与载体连接导入受体菌群 该生物cdna文库 1 概念 pcr全称为 是一项在生物 复制 的核酸合成技术 又叫做体外dna扩增技术 通过这项技术可在短时间内大量扩增目的基因 聚合酶链式反应 体外 特定dna片段 2 原理 dna复制 二 利用pcr技术扩增目的基因 imn 变性 复性 延伸 四种脱氧核苷酸 dntp 一对引物 热稳定dna聚合酶 taq酶 模板dna 需含有目的基因 4 条件 一对寡核苷酸序列 与目的基因的起始段互补 一段已知的目的基因序列 以便根据这一序列合成引物 3 前提 温度控制 变性 1 变性 90 95 目的基因dna受热变性 解链为单链 2 复性 55 60 引物与两条单链通过碱基互补配对原则结合 3 延伸 70 75 在dna聚合酶 taq酶 作用下 从5 端 3 端进行延伸 5 扩增过程 利用pcr技术扩增目的基因 动画演示 pcr技术扩增过程 a dna变性 90 95 双链dna模板在热作用下 断裂 形成 b 复性 55 60 系统温度降低 引物与dna模板结合 形成局部 c 延伸 70 75 在taqdna聚合酶的作用下 从引物的 延伸 合成与模板互补的 氢键 单链dna 双链 dna链 5 端 3 端 三 通过dna合成仪用化学方法人工合成 dna合成仪 蛋白质的氨基酸顺序 mran核苷酸序列 基因 dna 的核苷酸序列 目的基因 推测 推测 合成 当基因比较小 蛋白质的氨基酸序列可以测得或核苷酸序列已知时 可采用此种方法 dna合成仪 二 基因表达载体的构建 1 构建目的 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 同时使目的基因能够表达和发挥作用 核心 目的基因 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 2 构建过程 3 将切下的目的基因片段插入质粒的 处 形成了一个重组dna分子 基因表达载体 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 质粒 目的基因 限制酶 基因表达载体的构建 基因表达载体的构建 核心 质粒 dna分子 一个切口两个黏性末端 两个切口获得目的基因 dna连接酶 重组dna分子 基因表达载体 重组质粒 同一种限制酶 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 科学家在培育抗虫棉时 经过了许多复杂的过程和不懈的努力 才获得成功 起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中 然后导入棉花的受精卵中 结果抗虫基因在棉花体内没有表达 然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子 抗虫基因首端 导入棉花受精卵 长成的棉花植株还是没有抗虫能力 科学家又在有启动子 抗虫基因的质粒中插入终止子 抗虫基因末端 导入棉花受精卵 结果成长的植株 有了抗虫能力 资料 3 基因表达载体的组成 它们各自的作用是什么 启动子 位于基因的首端的一段特殊的dna片断 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 终获得蛋白质 调节基因 操纵基因 结构基因 rna聚合酶 半乳糖苷酶 酶 酶 启动子 rna聚合酶 终止子 位于基因的尾端的一段特殊的dna片断 能终止mrna的转录 标记基因的作用 是为了鉴别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 三 将目的基因导入受体细胞 转化 方法 导入植物细胞 导入动物细胞 导入微生物细胞 农杆菌转化法 双 裸 基因枪法 单 花粉管通道法 显微注射法 感受态细胞 目的基因进入 内 并且在受体细胞内维持 和 的过程 受体细胞 稳定 表达 1 将目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法 1 农杆菌介绍 2 原理及适用范围 2 导入动物细胞 1 方法 显微注射法 2 程序 3 导入微生物细胞 1 原核生物特点 繁殖快 单细胞 遗传物质少 2 方法 提纯含目的基因表达载体取卵 受精卵 显微注射受精卵移植新性状动物 用ca2 处理细胞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分子 四 目的基因的检测与鉴定 检查是否成功 检测 鉴定 检测转基因生物染色体的dna上是否插入了目的基因 检测目的基因是否转录出了mrna 检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗虫鉴定 抗病鉴定 活性鉴定等 方法 方法 方法 dna分子杂交 分子杂交 注意与上不同之处 抗原抗体杂交 基因工程操作动画 dna分子杂交示意图 采用一定的技术手段 将两种生物的dna分子的单链放在一起 如果这两个单链具有互补的碱基序列 那么 互补的碱基序列就会结合在一起 形成杂合双链区 杂交带 在没有互补碱基序列的部位 仍然是两条游离的单链 p15思考与探究 基因探针 标记的 单链基因片段 知识点一 1 原核细胞的基因结构 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 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 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 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 以模板转录然后脱落 不能转录为信使rna 不能编码蛋白质 能转录相应的信使rna 能编码蛋白质 编码区 非编码区 原核细胞的基因结构 有调控遗传信息表达的核苷酸序列 在该序列中 最重要的是位于编码区上游的rna聚合酶结合位点 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 启动子 终止子 编码区 与rna聚合酶结合位点 内含子 外显子 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子 启动子 终止子 编码区上游 编码区下游 内含子 外显子 知识点一 2 真核细胞的基因结构 真核细胞的基因结构 编码区 非编