高中生物《基因工程的基本操作程序》課件八（34張PPT）（人教版選修3）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 1 2基因工程的基本操作程序 補(bǔ) 原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 非編碼區(qū) 非編碼區(qū) 編碼區(qū) 編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 與RNA聚酶結(jié)合位點 啟動子 終止子 RNA聚合酶能夠識別調(diào)控序列中的結(jié)合位點 并與其結(jié)合 轉(zhuǎn)錄開始后 RNA聚合酶沿DNA分子移動 并以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA 轉(zhuǎn)錄完畢后 RNA鏈釋放出來 緊接著RNA聚合酶也從DNA模板鏈上脫落下來 不能轉(zhuǎn)錄為信使RNA 不能編碼蛋白質(zhì) 能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使RNA 能編碼蛋白質(zhì) 編碼區(qū) 非編碼區(qū) 原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列 在該序列中 最重要的是位于編碼區(qū)上游的RNA聚合酶結(jié)合位點 啟動子 補(bǔ) 真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 編碼區(qū) 與RNA聚酶結(jié)合位點 內(nèi)含子 外顯子 能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子 不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子 內(nèi)含子能轉(zhuǎn)錄為信使RNA 啟動子 終止子 編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 內(nèi)含子 外顯子 真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 編碼區(qū) 非編碼區(qū) 外顯子 能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子 不能編碼蛋白質(zhì)的序列 有調(diào)控作用的核苷酸序列 包括位于編碼區(qū)上游的RNA聚合酶結(jié)合位點 非編碼序列 包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較 思考 編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質(zhì) 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)一樣長嗎 連續(xù) 不連續(xù) 編碼區(qū) 非編碼 基因工程基本操作的四個步驟 1 目的基因的獲取 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4 目的基因的檢測與鑒定 一 目的基因的獲取 1 目的基因主要是指 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 請舉出三個以上的例子 2 獲取目的基因的方法 1 從基因文庫中獲取 2 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 3 人工合成 第二教材P8預(yù)習(xí)導(dǎo)航 基因文庫的構(gòu)建方法 1 鳥槍法 供體細(xì)胞中的DNA 許多DNA片段 運載體 限制酶 載入 受體細(xì)胞 產(chǎn)生特定性狀 導(dǎo)入 外源DNA擴(kuò)增 目的基因 分離 受體細(xì)胞 直接分離法 2 反轉(zhuǎn)錄法 以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板 反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA 然后在酶的作用下合成雙鏈DNA 從而獲得所需的基因 目的基因的mRNA 單鏈DNA 雙鏈DNA 即目的基因 反轉(zhuǎn)錄 合成 基因文庫的構(gòu)建方法 3 根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法 根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列 推測出相應(yīng)的信使RNA序列 然后按照堿基互補(bǔ)配對原則 推測出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 再通過化學(xué)方法 以單核苷酸為原料合成目的基因 蛋白質(zhì)的氨基酸序列 mRNA的核苷酸序列 結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 推測 推測 目的基因 化學(xué)合成 基因文庫的構(gòu)建方法 上述三種目的基因提取的方法有何優(yōu)缺點 操作簡便廣泛使用 工作量大 盲目 分離出來的有時并非一個基因 專一性強(qiáng) 操作過程麻煩 mRNA很不穩(wěn)定 要求的技術(shù)條件較高 專一性最強(qiáng) 僅限于合成核苷酸對較少的簡單基因 2 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 2 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 概念 PCR全稱為 是一項在生物 復(fù)制 的核酸合成技術(shù) 條件 做啟動子 前提條件 原理 方式 以 方式擴(kuò)增 即 n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù) 結(jié)果 選修1P60 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 體外 特定DNA片段 DNA復(fù)制 已知基因的核苷酸序列 四種脫氧核苷酸 一對引物 DNA聚合酶 指數(shù) 2n 使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴(kuò)增 過程 a DNA變性 90 96 雙鏈DNA模板在熱作用下 斷裂 形成 b 退火 復(fù)性25 65 系統(tǒng)溫度降低 引物與DNA模板結(jié)合 形成局部 c 延伸 70 75 在Taq酶的作用下 從引物的5 端 3 端延伸 合成與模板互補(bǔ)的 氫鍵 單鏈DNA 雙鏈 DNA鏈 PCR原理 變性 實驗操作步驟 1 按配方將所需試劑擺放在實驗桌上 準(zhǔn)備 2 用微量移液器按配方在微量離心管中依次加入各組分 移液 3 蓋嚴(yán)離心管口的蓋子 用手指輕輕彈擊管壁 混合 4 將微量離心管放在離心機(jī)上 離心 5 將離心管放入PCR儀上 設(shè)置好PCR儀的循環(huán)程序 反應(yīng) 3 人工合成 若基因 核苷酸序列又 則可用此法 較小 已知 用一定的 切割質(zhì)粒 使其出現(xiàn)一個切口 露出 用 切斷目的基因 使其產(chǎn)生 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 核心 將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的 處 再加入適量 形成了一個重組DNA分子 重組質(zhì)粒 限制酶 黏性末端 同一種限制酶 的黏性末端 切口 DNA連接酶 相同 質(zhì)粒 DNA分子 限制酶處理 一個切口兩個黏性末端 兩個切口獲得目的基因 DNA連接酶 重組DNA分子 重組質(zhì)粒 經(jīng)此過程 基因表達(dá)載體的構(gòu)建就成功了 第二教材例2 預(yù)習(xí)導(dǎo)航 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 核心 同一種 基因表達(dá)載體的組成 目的基因 啟動子 終止子 標(biāo)記基因 標(biāo)記基因的作用 例題3 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 轉(zhuǎn)化 方法 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 基因槍法 花粉管通道法 顯微注射法 感受態(tài)細(xì)胞 目的基因進(jìn)入 內(nèi) 并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持 和 的過程 第二教材預(yù)習(xí)導(dǎo)航 受體細(xì)胞 穩(wěn)定 表達(dá) 通過目的基因上的標(biāo)記基因 進(jìn)行篩選和檢測 導(dǎo)入過程完成后 全部受體細(xì)胞都能攝入重組DNA分子嗎 真正能攝入重組DNA分子的受體細(xì)胞很少 所以要對受體細(xì)胞作怎樣的處理 對受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行檢測 怎樣進(jìn)行檢測 4 目的基因的檢測與鑒定 檢查是否成功 檢測 鑒定 檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA 檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 抗蟲鑒定 抗病鑒定 活性鑒定等 方法 方法 方法 DNA分子雜交 分子雜交 抗原抗體雜交 DNA分子雜交示意圖 采用一定的技術(shù)手段 將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起 如果這兩個單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列 那么 互補(bǔ)的堿基序列就會結(jié)合在一起 形成雜合雙鏈區(qū) 在沒有互補(bǔ)堿基序列的部位 仍然是兩條游離的單鏈 P15思考與探究 1 以下說法正確的是 A 所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B 質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體C 運載體必須具備的條件之一是 具有多個限制酶切點 以便與外源基因連接D 基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來 C 練習(xí) 2 不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是A 能復(fù)制 B 有多個限制酶切點C 具有標(biāo)記基因D 它是環(huán)狀DNA D 練習(xí) 3 有關(guān)基因工程的敘述中 錯誤的是 A DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來B 限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得C 目的基因須由運載體導(dǎo)入受體細(xì)胞D 人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶 A 練習(xí) 4 有關(guān)基因工程的敘述正確的是 A 限制酶只在獲得目的基因時才用B 重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C 質(zhì)粒都可作為運載體D 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料 D 練習(xí) 5 基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計施工的 在基因操作的基本步驟中 不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的步驟是 A 人工合成目的基因B 目的基因與運載體結(jié)合C 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D 目的基因的檢測和表達(dá) C 練習(xí) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全