高中生物《12基因工程的基本操作程序》课件 新人教版选修3

1.2基因工程基本操作程序，2020/6/14，1，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，与核糖核酸聚合酶的结合位点，启动子，终止子，编码区：转录，编码蛋白，非编码区：非编码蛋白，调节遗传信息的表达，2020/6/14，2，真核细胞的基因结构，编码区，非编码区，非编码区，启动子，终止子，终止子能够编码蛋白质的序列，不能编码蛋白质的序列，2020/6/14，3，非编码区，非编码区，编码区，核糖核酸聚合酶结合位点，外显子，内含子，终止子，启动子，原核，真核，基因结构，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和2020/6/14，和4，原核细胞和真核细胞基因结构比较，思考，编码相同数量氨基酸的蛋白质，原核细胞和真核细胞基因结构是相同的长度吗？连续，不连续，编码区，非编码，2020/6/14，5，山西孝义市第二中学，基因工程基本操作规程，靶基因的获取，基因表达载体的构建，靶基因导入受体细胞，操作规程，靶基因的检测和鉴定，2020/6/14，6，2020/6/14，7，靶基因主要指编码蛋白的基因，靶基因的获取，即所需基因为目前，广泛使用的靶基因包括：苏云金芽孢杆菌抗虫基因、植物抗病基因(抗病毒、抗菌)、人胰岛素基因等。也可以是一些调节因子，2020/6/14，8，获得靶基因的方法，从基因库获得靶基因，1。什么是基因库？2.我们如何从基因库中获得所需的基因？基因的核苷酸序列等。通过聚合酶链反应技术人工合成以扩增目标基因，该目标基因包含一个生物体的所有基因和一个生物体的一些基因。根据基因的相关信息，如基因的信使核糖核酸、未知序列、较小的已知序列、已知序列，2020/6/14，9，1。用一定量的_ _ _ _ _ _切割质粒，并使其出现缺口以暴露_ _ _ _ _ _。2.用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _切掉目标基因，产生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。 core，3。将切割的目标基因片段插入_ _ _ _ _ _，并加入适量的_ _ _ _ _ _，形成重组DNA分子(重组质粒)、限制性内切酶、粘端、粘端相同的限制性内切酶、切口、DNA连接酶，相同，(2)基因表达载体的构建，2020/6/14，10，质粒、DNA分子、限制性内切酶处理，一个切口用两个粘端，两个切口获得目标基因、DNA连接酶、重组DNA分子(重组质粒)，相同，(2)基因表达载体的构建，4。过程3360，2020/6/14，11，科学家在培育抗虫棉花时，经过许多复杂的过程和不懈的努力，才取得成功。首先，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒，然后导入棉花受精卵。结果，抗虫基因没有在棉花中表达。然后将启动子(抗虫基因的头端)插入到插入了抗虫基因的质粒中，并导入棉花受精卵，生长的棉花植物仍然没有抗虫能力。科学家还将终止子(抗虫基因的末端)插入带有启动子和抗虫基因的质粒中，并引入棉花受精卵，导致具有抗虫能力的植物生长。资料：2020/6/14，12，基因表达载体的组成：目的：使靶基因在受体细胞中稳定存在，并能传递给下一代，同时使靶基因表达并发挥作用。(3)将目标基因导入受体细胞，常用的受体细胞有：动植物细胞、大肠杆菌、根癌农杆菌、枯草芽孢杆菌等。将目标基因导入受体细胞的原理：学习细菌或病毒感染细胞的方式。，转化，目标基因进入_ _ _ _ _ _，并在受体细胞中维持_ _ _ _ _和_ _ _ _ _的过程，受体细胞，稳定性，表达，2020/6/14，14，方法，植物细胞的引入，动物细胞的引入，微生物细胞的引入，农杆菌转化方法，基因枪法，花粉管通道法，显微注射方法，感受态细胞吸收DNA分子，(3)将目标基因引入受体细胞，2020/6/14，15， (4)检测和鉴定目标基因，检查是否成功，检测，鉴定，(1)检测目标基因是否被插入到转基因生物的染色体的DNA中，(2)检测目标基因是否转录了信使核糖核酸，以及(3)检测目标基因是否被翻译成蛋白质。 昆虫抗性鉴定、抗病性鉴定、活性鉴定等。方法，DNA分子杂交，分子杂交，抗原抗体杂交，2020/6/14，16，直接分离法：用限制性内切酶切割成许多片段，2。构建基因库，将含有某一生物不同基因的许多DNA片段导入受体细菌群体中储存，每个受体细菌分别含有该生物的不同基因，称为基因库。2020/6/14，17，直接分离法：供体细胞中的DNA，许多DNA片段，转运体，限制性酶，分别连接到载体，受体细胞，分别引入，2。基因文库的构建，2020/6/14，18，mRNA逆转录cDNA(互补DNA)DNA聚合酶双链DNA，2。反转录方法：2。基因文库的构建，2020/6/14，19，cDNA合成过程，第一步，逆转录酶以核糖核酸为模板合成一条与核糖核酸互补的脱氧核糖核酸单链，形成核糖核酸-脱氧核糖核酸杂交分子。在第二步中，核酸酶H将核糖核酸-脱氧核糖核酸杂交分子中的核糖核酸链降解成单链脱氧核糖核酸。第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下，合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子。2020/6/14，20，基因库的构建方法，2020/6/14，21，基础：目标基因的相关信息。例如，根据基因的核苷酸序列的特征、基因的功能、基因在染色体上的位置、转录产物基因、表达产物蛋白等。如何从基因库中获得所需的基因？2020/6/14，22，用聚合酶链反应技术扩增目标基因。原则：双链复制需要：具有已知靶基因的脱氧核苷酸序列，以便合成引物。2020/6/14，23，概念：聚合酶链反应全称_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，是一种核酸合成技术，可复制_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，条件：_ _ _ _ _ _ _ _，_ _ _ _ _ _ _，_ _ _ _ _ _ _，_ _ _ _ _ _ _。先决条件：(2)原则：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，和(4)模式：扩增以_ _ _(n是扩增循环数)和(5)结果：选择性1P60，聚合酶链反应，体外，特异性DNA片段，双链DNA复制，已知基因的核苷酸序列，四个脱氧核苷酸，一对引物，DNA聚合酶，指数，2n，使目标基因的片段能够在短时间内扩增数百万次。用聚合酶链反应技术扩增目的基因，2020/6/14，24，和过程：a，DNA变性(90-95):双链DNA模板在热的作用下断裂形成_ _ _ _ _ _，b，退火(复性55-65):系统温度降低，引物和DNA模板结合形成局部_ _ _ _ _ _。c、延伸(70-75):在Taq酶的作用下，从引物的5端3端延伸，合成与模板互补的_ _ _ _ _ _ _。氢键，单链DNA，双链，DNA链，2020/6/14，25，2020/6/14，26，通过聚合酶链反应技术扩增目标基因，2020/6/14，27，山西孝义市第二中学，聚合酶链反应扩增过程，A，DNA变性(90-95):双链DNA模板在热的作用下断裂形成_ _ _ _ _ _，B，复性(55-60):系统温度降低，引物与DNA模板结合c、延伸(70-75):在Taq酶的作用下，从引物的5端3端延伸，合成与模板互补的_ _ _ _ _ _ _。氢键，单链DNA，双链，DNA链，2020/6/14，28，靶基因的扩增，2020/6/14，29，靶基因的信使核糖核酸，单链DNA(cDNA)，双链DNA(即靶基因)，反转录，合成，1)反转录蛋白质的氨基酸序列、信使核糖核酸的核苷酸序列、结构基因的核苷酸序列、目标基因、推测、推测、化学合成、2)根据已知氨基酸序列的DNA合成方法：2020/6/14，30，2)作为受体细胞的微生物原因：将目标基因导入微生物细胞，3)转化方法：大肠杆菌，快速繁殖，大多为单细胞，相对较少的遗传物质，处理细胞细胞与感受态细胞混合的表达载体细胞吸收DNA分子。Ca2，合格，合格，1。常见细菌：2020/6/14，31，目的基因插入到导入植物细胞的钛质粒农杆菌的T-DNA中，并整合到受体细胞的染色体中。目标基因的遗传特征保持稳定并得到表达。1.农杆菌特性：容易感染双子叶植物和裸子植物。钛质粒的T-DNA可以转移到受体细胞的染色体上。转化，2020/6/14，32，2020/6/14，如果显示杂交带，待测样品含有靶基因或靶基因已被转录。2020/6/14，34，将靶基因引入受体的方法，2020/6/14，35，靶基因的检测和鉴定，靶基因是否已被插入转基因生物的染色体DNA的检测，2020/6/14，36，以及寻找构建基因库的原因？它不能直接从含有目标基因的有机体中提取吗？提示基因文库的构建是获得目的基因的方法之一，而不是唯一的途径。如果所需的靶基因序列是已知的，它可以通过聚合酶链反应直接从含有该基因的生物体的DNA中获得，或者可以通过反转录和聚合酶链反应从信使核糖核酸中获得，而不必构建基因库。然而，如果你不完全知道所需基因的序列，或者只知道所需基因序列的一个片段，或者想从一个生物中获得许多基因，或者想知道这个生物和另一个生物之间有多少基因不同，或者想知道不同的基因在个体发育的不同阶段是如何被一个生物表达的，或者想获得一个生物的整个基因组序列，你通常需要构建一个基因文库。2020/6/14，37，找到底线：将目标基因直接导入受体细胞不是更简单吗？如果这样做了，结果会是什么？有人建议使用总DNA注射法进行遗传转化，即从生物体中提取总DNA，并通过注射或花粉管通道法将其导入受体植物，而不构建表达载体。这种方法针对性差，完全依赖运气，而且不可能确定哪种基因已经被引入受体植物。这项法律目前有争议，技术上不算基因工程。思考和探究：1。作为基因工程的表达载体，是否只需要包含目标基因就可以完成任务？为什么？不是。因为目标基因在表达载体中表达并发挥功能，所以还需要其他控制元件，如启动子、终止子和标记基因。必须构建上述要素的主要原因是：(1)生物之间的基因交流只能通过利用受体生物自身基因的启动子来进行，这更有利于基因表达；(2)通过cDNA文库获得的靶基因没有启动子，只有编码序列被导入受体生物，不能被转录；2020/6/14，39，(3)靶基因是否被引入受体生物体需要筛选标记；(4)为了提高目标基因的表达水平，经常添加一些其它调节元件，如增强子。(5)有时有必要确定靶基因表达的产物在细胞中的位置。通常有必要添加一个能识别位置的基因(或使目标基因与标记基因融合的基因)，如绿色荧光蛋白基因。2.根据农杆菌可以将目标基因导入双子叶植物的机理，你能分析单子叶植物不能被导入的原因吗？如果抗病基因被引入小麦，理论上你应该怎么做？(1)应该选择合适的农杆菌菌株，因为不是所有的农杆菌菌株都能感染单子叶植物；(2)趋化性和诱导性物质，一般为乙酰丁香酮等。以使土壤杆菌更接近植物组织的损伤部分(趋化性)并激活为了生产人类糖蛋白，我们能使用大肠杆菌吗？一些蛋白质肽链具有共价键合的糖链。这些糖链在内质网和高尔基复合体上加工。内质网和高尔基复合体存在于真核细胞中。大肠杆菌不存在这两种细胞器。因此，在大肠杆菌中不可能产生这种糖蛋白。思考与探索：2020/6/14，42，(1)克隆小鼠-珠蛋白基因的编码序列。(2)将cDNA预先连接到适合大肠杆菌的启动子上，加入四环素抗性基因构建表达载体。(3)将表达载体导入耐四环素大肠杆菌，然后在含四环素的培养基上培养大肠杆菌。如果表达载体没有进入大肠杆菌，大肠杆菌将死亡，因为它不包含四环素抗性基因。如果大肠杆菌菌落在培养基上生长，表明-珠蛋白基因已经进入其中。(4)培养进入-珠蛋白基因的大肠杆菌，收集菌体，粉碎后从菌体中提取-珠蛋白。-珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成部分。当其成分异常时，动物可能会患某些疾病，如镰状细胞性贫血。如果你被允许使用基因工程方法从大肠杆菌中生产小鼠-珠蛋白，想想如何设计它。获得靶基因的下列方法是：(1)逆转录基因，(2)从基因组文库中提取，(3)从受体细胞中提取，(4)人工合成A1，(2) 3，(5)B1，(2) 5，(6)C1，(2)4 D1，(4) 6，1。在基因工程中，选择的目标基因(总共1000个脱氧核苷酸对，其中460个腺嘌呤脱氧核苷酸)放入DNA扩增仪中扩增4代，因此放入扩增仪中的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为()，540b.8100 c.17280d.7560，2020/6/14，44，3。细菌的质粒分子携带抗生素抗性基因，抗性基因在基因工程中的主要功能是：a .提高自然环境中受体细胞的耐药性；b .便于检测目标基因是否被引入；c .增加质粒分子的分子量；d .便于与外源基因连接。基因工程的描述是正确