高中生物基因工程的基本操作程序人教版选修三.ppt

基因工程的基本操作程序 基因工程基本操作的四个步骤 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 目的基因的检测与鉴定 基因的结构 补充知识 与rna聚合酶结合位点 终止子 rna聚合酶能够识别调控序列中的结合位点 并与其结合 转录开始后 rna聚合酶沿dna分子移动 并以dna分子的一条链为模板合成rna 转录完毕后 rna链释放出来 紧接着rna聚合酶也从dna模板链上脱落下来 1 编码区 能转录相应的信使rna 能编码蛋白质的序列 2 非编码区 调控遗传信息表达的核苷酸序列 启动子 终止子 不编码蛋白质 一 原核细胞的基因结构 二 真核细胞的基因结构 编码区 内含子 外显子 启动子 终止子 基因的结构 补充知识 与rna聚合酶结合位点 1 编码区 2 非编码区 调控遗传信息表达的核苷酸序列 启动子 终止子 不编码蛋白质 一 目的基因的获取 1 目的基因的来源 2 获取目的基因的常用方法 从自然界已有的物种分离 人工方法合成 从基因文库中直接获取 如果需要大量的目的基因 需要对目的基因进行pcr技术扩增 一 目的基因的获取 一 从基因文库中直接获取 按照外源dna片段的来源 从特定组织提取的染色体基因组dna 基因组dna文库 总 mrna反转录成的cdna拷贝 cdna文库 部分 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 基因文库的分类 限制酶 基因组dna 基因重组 转化细菌 体外包装 1 基因组文库 genomiclibrary 是指将某种生物体的全部基因组dna用限制性内切酶或机械力量切割成一定长度范围的dna片段 再与合适的载体在体外重组后 导入受体菌的群体中储存 这个群体就称为该生物基因组文库 其目的是分离有用的目的基因和保存某种生物的全部基因 一 目的基因的获取 一 从基因文库中直接获取 1 基因文库 一 目的基因的获取 一 从基因文库中直接获取 1 基因文库 cdna complementarydna 互补dna 是由生物的某一特定器官或特定发育时期细胞内的mrna经体外反转录后形成的互补dna片段 与载体连接后储存在一个受体菌群中 这个受体菌群就叫做这种生物的cdna文库 2 cdna文库 cdnalibrary 基因重组 反转录酶 mrna cdna 基因组文库与部分基因文库的关系 duck179制作 怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢 2 基因文库的构建方法 直接分离法 供体细胞中的dna 许多dna片段 运载体 限制酶 受体细胞 产生特定性状 导入 外源dna扩增 目的基因 分离 鸟枪法 一 目的基因的获取 一 从基因文库中直接获取 多用于原核生物 逆转录法 目的基因的信使rna 目的基因 化学合成法 肽链氨基酸序列 信使rna序列 基因的核苷酸序列 目的基因 合成 逆转录 2 基因文库的构建方法 一 目的基因的获取 一 从基因文库中直接获取 人工合成法 真核生物 推测 推测 单链dna 合成 一 目的基因的获取 二 利用pcr扩增目的基因 1 过程 高温变性 解旋为单链 低温退火 引物与单链互补结合 适温延伸 在taq酶的作用下合成与模板互补的dna双链 重复循环 1 过程 一 目的基因的获取 二 利用pcr扩增目的基因 一 目的基因的获取 二 利用pcr扩增目的基因 2 条件 已知基因的核苷酸序列 四种脱氧核苷酸 引物 taqdna聚合酶 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增 4 结果 耐高温 3 方式 以指数方式扩增 即 n为扩增循环的次数 2n 适宜的温度和ph值 二 基因表达载体的构建 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 2 构建过程 复制原点目的基因启动子终止子标记基因等 1 基因表达载体的组成 想一想 其中有两个dna片段连接形成的的产物有几种 载体与表达载体的区别 二者都有标记基因和复制原点两部分dna片段 表达载体在载体基础上增加了目的基因 启动子 终止子三部分结构 用到的工具酶 既用到限制酶切割载体 又用到dna连接酶将目的基因和载体拼接 两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键 启动子 终止子对于目的基因表达必不可少 目的基因不能单独进入受体细胞 必需以表达载体的方式携带进去 注意 三 将目的基因导入受体细胞 1 导入植物细胞 农杆菌转化法 表达载体导入农杆菌 再让农杆菌感染植物细胞 基因枪法 花粉管通道法 显微注射法 将基因表达载体提纯 用显微仪注射到受精卵中 三 将目的基因导入受体细胞 2 导入动物细胞 三 将目的基因导入受体细胞 3 导入微生物细胞 原核生物特点 繁殖快 单细胞 遗传物质少 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 方法 四 目的基因的检测与鉴定 1 分子水平的检测 分子杂交技术 检测是否插入目的基因 检测是否转录出mrna 检测目的基因是否翻译成蛋白质 2 还可以进行个体水平的鉴定 dna分子杂交技术 抗体与蛋白质进行抗原 抗体杂交 看是否有杂交带 依据其性状进行检测如 抗虫或抗病的接种实验 归纳 基因工程的基本操作程序 获取目的基因从基因文库利用pcr技术构建基因表达载体目的基因 启动子 终止子 标记基因将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法 显微注射法 基因枪法目的基因的检测与鉴定检测 是否插入 转录 翻译 个体水平的检测 1 有关基因工程的叙述正确的是 a 限制酶只在获取目的基因时才用b 重组质粒的形成是在细胞内完成的c 质粒都可以作为运载体d 蛋白质的氨基酸排列顺序可以为合成目的基因提供线索 练习 2 科学家已经能够通过基因工程的方法 能使番茄果肉细胞中含有人奶蛋白 以下有关该基因工程的叙述错误的是 a 采用反转录的方法得到的目的基因有启动子 终止子b 用同种限制酶处理质粒和含目的基因的dna 可产生相同的黏性末端而形成重组dna分子c 番茄的叶肉细胞可作为受体细胞d 启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达是不可缺少的 b 复性过程中引物与dna模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成c 延伸过程中需要dna聚合酶 atp 四种核糖核苷酸d pcr与细胞内dna复制相比所需要酶的最适温度较高 3 多聚酶链式反应 pcr 是一种体外迅速扩增dna片段的技术 pcr过程一般经历下述三十多次循环 95 下使模板dna变性 解链 55 下复性 引物与dna模板链结合 72 下引物链延伸 形成新的脱氧核苷酸链 下列有关pcr过程的叙述中不正确的是 a 变性过程中破坏的是dna分子内碱基对之间的氢键 也可利用解旋酶实现 3 假设以大肠杆菌质粒作为运载体 并以同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因 将切割后的运载体与目的基因片段混合 并加入dna连接酶 连接产物至少有