高中生物 基因工程的基本操作程序

高中生物基因工程的基本操作程序第一页，共二十二页，2022年，8月28日基因工程的基本操作程序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第二页，共二十二页，2022年，8月28日一、目的基因的获取主要是编码蛋白质的结构基因现代获取方法：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、人工合成初始目的基因的来源从生物中直接获取人工合成第三页，共二十二页，2022年，8月28日外显子内含子与RNA聚合酶结合位点编码区非编码区非编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点编码区原核生物基因真核生物基因第四页，共二十二页，2022年，8月28日原核细胞的基因结构原核细胞基因编码区（编码序列）：能指导有关蛋白质的合成，即能够编码蛋白质非编码区（调控序列）：位于编码区上游和编码区下游的DNA序列，虽不能指导有关蛋白质的合成，但有调控遗传信息表达的核苷酸序列，如启动子、终止子等第五页，共二十二页，2022年，8月28日原核细胞的基因结构

RNA聚合酶的作用是催化DNA转录为RNA。它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，并与DNA分子的一条链为模板合成RNA。第六页，共二十二页，2022年，8月28日真核细胞的基因结构与原核细胞比较，真核细胞基因结构的主要特点是：编码区是间隔的、不连续的。也就是说，能够编码蛋白质的序列被不能够编码蛋白质的序列分隔开来，成为一种断裂的形式。其中，能够编码蛋白质的序列叫做外显子，一般不能够编码蛋白质的序列叫做内含子。第七页，共二十二页，2022年，8月28日真核细胞的基因结构真核细胞基因编码区（间隔、不连续）外显子：能编码蛋白质的DNA序列内含子：不能编码蛋白质的DNA序列非编码区：与原核生物具有相似功能的启动子、终止子第八页，共二十二页，2022年，8月28日原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞真核细胞不同点编码区是连续的编码区是间隔的、不连续的相同点都由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区组成的第九页，共二十二页，2022年，8月28日启动子与终止子启动子是在非编码区内紧靠转录起点，调控遗传信息表达的脱氧核苷酸序列，它能引导RNA聚合酶与正确的基因部位结合，使转录从起点开始，沿编码区进行。终止子是在非编码区内紧靠转录终点，调控遗传信息表达的脱氧核苷酸序列，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。第十页，共二十二页，2022年，8月28日什么是内含子和外显子？原核细胞基因的编码区是连续的，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的.真核生物基因的结构特点是：“编码区是间隔的、不连续的。”也就是说：能够编码蛋白质的序列被不能编码蛋白质的序列分隔开来，成为一种断裂的形式。其中，能够编码蛋白质的序列叫外显子，不能编码蛋白质的序列叫内含子。在成熟mRNA被保留下来的基因部分被称为外显子。真核基因包括编码区和非编码区，编码区又分为外显子和内含子,内含子不翻译蛋白质。知识拓展第十一页，共二十二页，2022年，8月28日关于内含子和外显子的说法正确的是（）A.内含子和外显子在转录的过程中都能够转录成成熟的mRNA

B.只有外显子能够转录成mRNA，tRNA，rRNA

C.原核细胞基因中也有内含子和外显子

D.由于内含子不能编码蛋白质，故它属于非编码区知识拓展B第十二页，共二十二页，2022年，8月28日目的基因的获得从基因文库获得基因文库利用PCR技术扩增人工合成基因组文库部分基因文库已知序列未知序列第十三页，共二十二页，2022年，8月28日目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。基因操作的基本步骤一、提取目的基因——将需要的基因从供体生物

的细胞内提取出来。供体生物细胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因限制酶第十四页，共二十二页，2022年，8月28日获取目的基因的方法：1、从基因文库中获取目的基因2、利用PCR技术扩增目的基因第十五页，共二十二页，2022年，8月28日1、从基因文库中获取目的基因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。基因文库

基因组文库部分基因文库(cDNA文库)第十六页，共二十二页，2022年，8月28日寻根问底——（1）为什么要构建基因文库？直接从含有目的基因的生物体内提取不行吗？提示：构建基因文库是获取目的基因的方法之一，并不是惟一的方式。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通过PCR方式从含有该基因的生物的DNA中，直接获得，也可以通过反转录，用PCR方式从mRNA中获得，不一定要构建基因文库。但如果所需要的目的基因的序列完全不知，或只知道目的基因序列的一段，或想从一种生物体内获得许多基因，或者想知道这种生物与另一种生物之间有多少基因不同，或者想知道一种生物在个体发育的不同阶段表达的基因有什么不同，或者想得到一种生物的全基因组序列，往往就需要构建基因文库。第十七页，共二十二页，2022年，8月28日cDNA合成过程

第一步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA单链，形成RNA-DNA杂交分子。第二步，核酸酶H使RNA-DNA杂交分子中的RNA链降解，使之变成单链的DNA。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。第十八页，共二十二页，2022年，8月28日（2）基因文库如何构建？将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然后，将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。也就是说，这个群体包含了这种生物的所有基因，叫做这种生物的基因组文库。如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA（也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，那么，这个受体菌群体就叫做这种生物的cDNA文库。两种基因文库的主要区别如下表所示：第十九页，共二十二页，2022年，8月28日某生物体内全部DNA

许多DNA片段受体菌群体1、从基因文库中获取目的基因限制酶与运载体连接导入基因组文库某种生物某个时期的mRNAcDNA反转录受体菌群体与运载体连接导入部分基因文库（cDNA文库）第二十页，共二十二页，2022年，8月28日基因组文库和部分基因文库第二十一页，共二十二页，2022年，8月28日（3）