高中生物《基因工程的基本操作程序》課件四（25張PPT）（人教版選修3）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 基因工程的基本操作程序 基因工程基本操作的四個步驟 目的基因的獲取 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測與鑒定 基因的結(jié)構(gòu) 補(bǔ)充知識 與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn) 終止子 RNA聚合酶能夠識別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn) 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 1 編碼區(qū) 能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使RNA 能編碼蛋白質(zhì)的序列 2 非編碼區(qū) 調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列 啟動子 終止子 不編碼蛋白質(zhì) 一 原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 二 真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 編碼區(qū) 內(nèi)含子 外顯子 啟動子 終止子 基因的結(jié)構(gòu) 補(bǔ)充知識 與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn) 1 編碼區(qū) 2 非編碼區(qū) 調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列 啟動子 終止子 不編碼蛋白質(zhì) 一 目的基因的獲取 1 目的基因的來源 2 獲取目的基因的常用方法 從自然界已有的物種分離 人工方法合成 從基因文庫中直接獲取 如果需要大量的目的基因 需要對目的基因進(jìn)行PCR技術(shù)擴(kuò)增 一 目的基因的獲取 一 從基因文庫中直接獲取 按照外源DNA片段的來源 從特定組織提取的染色體基因組DNA 基因組DNA文庫 總 mRNA反轉(zhuǎn)錄成的cDNA拷貝 cDNA文庫 部分 基因文庫的目的 為了在不知目的基因序列的情況下 便于獲得所需的目的基因 基因文庫的分類 限制酶 基因組DNA 基因重組 轉(zhuǎn)化細(xì)菌 體外包裝 1 基因組文庫 Genomiclibrary 是指將某種生物體的全部基因組DNA用限制性內(nèi)切酶或機(jī)械力量切割成一定長度范圍的DNA片段 再與合適的載體在體外重組后 導(dǎo)入受體菌的群體中儲存 這個群體就稱為該生物基因組文庫 其目的是分離有用的目的基因和保存某種生物的全部基因 一 目的基因的獲取 一 從基因文庫中直接獲取 1 基因文庫 一 目的基因的獲取 一 從基因文庫中直接獲取 1 基因文庫 cDNA complementaryDNA 互補(bǔ)DNA 是由生物的某一特定器官或特定發(fā)育時期細(xì)胞內(nèi)的mRNA經(jīng)體外反轉(zhuǎn)錄后形成的互補(bǔ)DNA片段 與載體連接后儲存在一個受體菌群中 這個受體菌群就叫做這種生物的cDNA文庫 2 cDNA文庫 cDNAlibrary 基因重組 反轉(zhuǎn)錄酶 mRNA cDNA 基因組文庫與部分基因文庫的關(guān)系 DUCK179制作 怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因呢 2 基因文庫的構(gòu)建方法 直接分離法 供體細(xì)胞中的DNA 許多DNA片段 運(yùn)載體 限制酶 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 鳥槍法 一 目的基因的獲取 一 從基因文庫中直接獲取 多用于原核生物 逆轉(zhuǎn)錄法 目的基因的信使RNA 目的基因 化學(xué)合成法 肽鏈氨基酸序列 信使RNA序列 基因的核苷酸序列 目的基因 合成 逆轉(zhuǎn)錄 2 基因文庫的構(gòu)建方法 一 目的基因的獲取 一 從基因文庫中直接獲取 人工合成法 真核生物 推測 推測 單鏈DNA 合成 一 目的基因的獲取 二 利用PCR擴(kuò)增目的基因 1 過程 高溫變性 解旋為單鏈 低溫退火 引物與單鏈互補(bǔ)結(jié)合 適溫延伸 在Taq酶的作用下合成與模板互補(bǔ)的DNA雙鏈 重復(fù)循環(huán) 1 過程 一 目的基因的獲取 二 利用PCR擴(kuò)增目的基因 一 目的基因的獲取 二 利用PCR擴(kuò)增目的基因 2 條件 已知基因的核苷酸序列 四種脫氧核苷酸 引物 TaqDNA聚合酶 使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地?cái)U(kuò)增 4 結(jié)果 耐高溫 3 方式 以指數(shù)方式擴(kuò)增 即 n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù) 2n 適宜的溫度和PH值 二 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 思考 作為基因工程表達(dá)載體 只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎 為什么 2 構(gòu)建過程 復(fù)制原點(diǎn)目的基因啟動子終止子標(biāo)記基因等 1 基因表達(dá)載體的組成 想一想 其中有兩個DNA片段連接形成的的產(chǎn)物有幾種 載體與表達(dá)載體的區(qū)別 二者都有標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)兩部分DNA片段 表達(dá)載體在載體基礎(chǔ)上增加了目的基因 啟動子 終止子三部分結(jié)構(gòu) 用到的工具酶 既用到限制酶切割載體 又用到DNA連接酶將目的基因和載體拼接 兩種酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵 啟動子 終止子對于目的基因表達(dá)必不可少 目的基因不能單獨(dú)進(jìn)入受體細(xì)胞 必需以表達(dá)載體的方式攜帶進(jìn)去 注意 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 1 導(dǎo)入植物細(xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌 再讓農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞 基因槍法 花粉管通道法 顯微注射法 將基因表達(dá)載體提純 用顯微儀注射到受精卵中 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 2 導(dǎo)入動物細(xì)胞 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 3 導(dǎo)入微生物細(xì)胞 原核生物特點(diǎn) 繁殖快 單細(xì)胞 遺傳物質(zhì)少 用Ca2 處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子 方法 四 目的基因的檢測與鑒定 1 分子水平的檢測 分子雜交技術(shù) 檢測是否插入目的基因 檢測是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 2 還可以進(jìn)行個體水平的鑒定 DNA分子雜交技術(shù) 抗體與蛋白質(zhì)進(jìn)行抗原 抗體雜交 看是否有雜交帶 依據(jù)其性狀進(jìn)行檢測如 抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn) 歸納 基因工程的基本操作程序 獲取目的基因從基因文庫利用PCR技術(shù)構(gòu)建基因表達(dá)載體目的基因 啟動子 終止子 標(biāo)記基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 顯微注射法 基因槍法目的基因的檢測與鑒定檢測 是否插入 轉(zhuǎn)錄 翻譯 個體水平的檢測 1 有關(guān)基因工程的敘述正確的是 A 限制酶只在獲取目的基因時才用B 重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的C 質(zhì)粒都可以作為運(yùn)載體D 蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序可以為合成目的基因提供線索 練習(xí) 2 科學(xué)家已經(jīng)能夠通過基因工程的方法 能使番茄果肉細(xì)胞中含有人奶蛋白 以下有關(guān)該基因工程的敘述錯誤的是 A 采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有啟動子 終止子B 用同種限制酶處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA 可產(chǎn)生相同的黏性末端而形成重組DNA分子C 番茄的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞D 啟動子對于目的基因在番茄的葉肉細(xì)胞中的表達(dá)是不可缺少的 B 復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對原則完成C 延伸過程中需要DNA聚合酶 ATP 四種核糖核苷酸D PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高 3 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) PCR 是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù) PCR過程一般經(jīng)歷下述三十多次循環(huán) 95 下使模板DNA變性 解鏈 55 下復(fù)性 引物與DNA模板鏈結(jié)合 72 下引物鏈延伸 形成新的脫氧核苷酸鏈 下列有關(guān)PCR過程的敘述中不正確的是 A 變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵 也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn) 3 假設(shè)以大腸桿菌質(zhì)粒作為運(yùn)載體 并以同一種限制性內(nèi)切酶切割運(yùn)載體與目的基因 將切割后的運(yùn)載體與目的基因片段混合 并加入DNA連接酶 連接產(chǎn)物至少有 種DNA分子 它們分別是 2006高考江蘇 基因工程又叫基因拼接技術(shù) 1 在該技術(shù)中 用人工合成方法獲得目的基因的途徑之一是 以目的基因轉(zhuǎn)錄的 為模板 成互補(bǔ)的單鏈DNA 然后在酶的作用下合 成 求是 2 基因工程中常用的受體細(xì)胞有細(xì)菌 真菌 若將真核基因在原核細(xì)胞中表達(dá) 對該目的基因的基本要 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