甘肃省高考生物一轮复习 1.2基因工程的基本操作程序课件.ppt

1 2基因工程的基本操作程序 基因工程基本操作的四个步骤 1 目的基因的获取 2 基因表达载体的构建 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的检测与鉴定 一 目的基因的获取 1 目的基因 2 常用获取方法 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 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 人工合成 1 从基因文库中获取目的基因 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 称为基因文库 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 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 基因文库的构建模式图 通过对受体菌的培养而储存基因 基因组文库和部分基因组文库 cdna文库 比较 为什么cdna文库中不含启动子 内含子 原核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 编码区上游 编码区下游 调控遗传信息的表达 调控序列 原核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 外显子 能编码蛋白质 启动子 内含子 不能编码蛋白质 真核细胞的基因结构 上游 终止子 下游 真核细胞的一个基因的编码区转录出mrna前体 需把其中的内含子切除 外显子拼接成成熟mrna 结构基因 如何从基因文库中得到所需要的基因 依据 目的基因的有关信息 如 根据基因的核苷酸序列基因的功能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 概念 pcr全称为 是一项在生物 复制 的核酸合成技术 过程 原理 多聚酶链式反应 体外 特定dna片段 dna复制 2 利用pcr技术扩增目的基因 a 目的基因dna受热变性 氢键断裂 形成dna单链 b 系统温度降低 引物与dna单链相应互补序列结合 c 合成链在dna聚合酶作用下进行延伸 合成与模板互补的dna 重复循环 结果 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 条件 指数 2n 短时间内大量扩增目的基因 方式 以 方式扩增 即 n为扩增循环的次数 pcr技术与体内dna复制的区别 1 pcr不需要解旋酶 体内dna复制需要 2 pcr需要热稳定dna聚合酶 taq酶 而生物体内的聚合酶在高温时会变性 3 pcr不需要atp 体内dna复制需要 3 人工合成法 如果基因较小 核苷酸序列又已知 可以通过dna合成仪用化学方法直接人工合成 二 基因表达载体的构建 基因工程的核心 目的 组成 1 使目的基因在受体细胞中稳定存在 且可以遗传给下一代 2 使目的基因能够表达和发挥作用 目的基因启动子终止子标记基因等 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 最终获得蛋白质 启动子 终止子 位于基因的尾端的一段特殊的dna片断 使转录在所需要的地方停止下来 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 标记基因 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 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 基因表达载体的构建步骤 三 将目的基因导入受体细胞 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 1 将目的基因导入植物细胞的方法 感染双子叶植物和裸子植物 农杆菌转化法 基因枪法和花粉管通道法 1 农杆菌介绍 2 适用范围 2 将目的基因导入动物细胞 1 方法 2 程序 目的基因表达载体提纯取卵 受精卵 显微注射受精卵胚胎早期培养胚胎移植新性状动物 显微注射技术 3 将目的基因导入微生物细胞 大肠杆菌细胞最常用的转化方法 先用ca2 处理细胞成感受态 后与溶有载体dna的缓冲液混合 吸收dna分子 完成转化过程 思考 早期的基因工程操作为什么都是用原核生物作为受体细胞 其中应用最广泛的生物是 原核生物繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少 大肠杆菌 四 目的基因的检测与鉴定 检测 鉴定 检测目的基因是否翻译成蛋白质 个体生物学水平鉴定 如 抗虫鉴定 抗病鉴定 活性鉴定等 检查是否成功 检测目的基因是否转录出了mrna 检测转基因生物染色体的dna上是否插入了目的基因 检测转基因生物染色体的dna上是否插入了目的基因 过程 a 首先取出转基因生物的基因组dna b 对含目的基因的dna片段作放射性同位素标记 以此做探针 c 使探针和转基因生物的基因组杂交 若显示出杂交带 表明目的基因已插入染色体dna中 方法 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 过程 用上述探针和转基因生物的mrna杂交 若出现杂交带 表明目的基因转