广东省江门市第一中学高中生物 1.2基因工程的基本操作程序同课异构课件1 新人教版选修3.ppt

1 2基因工程的基本操作程序 补 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rna聚合酶结合位点 启动子 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 不能转录为信使rna 不能编码蛋白质 能转录相应的信使rna 能编码蛋白质 编码区 非编码区 原核细胞的基因结构 有调控遗传信息表达的核苷酸序列 在该序列中 最重要的是位于编码区上游的rna聚合酶结合位点 启动子 补 真核细胞的基因结构 编码区 与rna聚合酶结合位点 内含子 外显子 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子 启动子 终止子 编码区上游 编码区下游 内含子 外显子 真核细胞的基因结构 编码区 非编码区 外显子 能编码蛋白质的序列内含子 不能编码蛋白质的序列 有调控作用的核苷酸序列 包括位于编码区上游的rna聚合酶结合位点 非编码序列 包括非编码区和内含子 原核细胞与真核细胞的基因结构比较 思考 编码相同数目氨基酸的蛋白质 原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗 连续 不连续 编码区 非编码 基因工程的基本操作程序 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 练习 目的基因的检测与鉴定 目的基因主要是指 编码蛋白质的结构基因 目的基因的获取 即 将需要的基因从供体生物细胞内提取出来 目前被广泛提取使用的目的基因有 苏云金杆菌抗虫基因 植物抗病基因 抗病毒 抗细菌 人胰岛素基因等 1 从基因文库中获取目的基因 1 什么是基因文库 p9 2 怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因 获得目的基因的方法 2 2 人工合成3 利用pcr技术扩增目的基因 含有一种生物的全部基因 含有一种生物的部分基因 根据基因的有关信息 如基因表达的产物等 p9 1 用一定的 切割质粒 使其出现一个切口 露出 2 用 切断目的基因 使其产生 核心 3 将切下的目的基因片段插入质粒的 处 再加入适量 形成了一个重组dna分子 重组质粒 限制酶 黏性末端 同一种限制酶 的黏性末端 切口 dna连接酶 相同 二 基因表达载体的构建 基因表达载体的构建 核心 质粒 dna分子 一个切口两个黏性末端 两个切口获得目的基因 dna连接酶 重组dna分子 重组质粒 同一种限制酶 目的基因与运载体的结合过程 实际上是不同来源的基因重组的过程 科学家在培育抗虫棉时 经过了许多复杂的过程和不懈的努力 才获得成功 起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中 然后导入棉花的受精卵中 结果抗虫基因在棉花体内没有表达 然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子 抗虫基因首端 导入棉花受精卵 长成的棉花植株还是没有抗虫能力 科学家又在有启动子 抗虫基因的质粒中插入终止子 抗虫基因末端 导入棉花受精卵 结果成长的植株 有了抗虫能力 资料 基因表达载体的组成 目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以遗传给下一代 同时使目的基因能够表达和发挥作用 三 将目的基因导入受体细胞 常用的受体细胞 动植物细胞 大肠杆菌 土壤农杆菌 枯草杆菌等 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径 转化 目的基因进入 内 并且在受体细胞内维持 和 的过程 受体细胞 稳定 表达 方法 导入植物细胞 导入动物细胞 导入微生物细胞 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 显微注射法 感受态细胞吸收dna分子 三 将目的基因导入受体细胞 四 目的基因的检测与鉴定 检查是否成功 分子检测 个体鉴定 检测转基因生物染色体的dna上是否插入了目的基因 检测目的基因是否转录出了mrna 检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗虫鉴定 抗病鉴定 活性鉴定等 方法 方法 方法 dna分子杂交 分子杂交 抗原 抗体杂交 pcr技术 聚合酶链式反应 原理 前提 条件 pcr扩增仪 dna双链复制的基本原理 一段已知目的基因的核苷酸序列 四种脱氧核苷酸 一对引物 热稳定dna聚合酶 taq酶 dna的两条链为模板 温度控制和缓冲液 前提 一段已知目的基因的核苷酸序列 根据这一序列合成引物 引物 一小段单链dna或rna 一般20 30个碱基 能与dna母链的一段碱基序列互补配对 pcr扩增时为什么需要引物呢 细胞核 只有dna的一条链 四种核糖核苷酸 rna聚合酶 atp a uc gt ag c 细胞核 dna的两条链 四种脱氧核苷酸 解旋酶 dna聚合酶 atp a tc gt ag c 两个双链dna分子 一条单链mrna 边解旋边复制 半保留复制 边解旋边转录 变性 1 目的基因dna受热变性 解链 2 引物与单链互补结合 3 合成链在dna聚合酶作用下进行延伸 利用pcr技术扩增目的基因 pcr技术扩增过程 a dna变性 90 95 双链dna模板在热作用下 断裂 形成 b 复性 55 60 系统温度降低 引物与dna模板结合 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 目的基因的mrna 单链dna cdna 双链dna 即目的基因 反转录 合成 1 反转录法 以目的基因转录成的信使rna为模板 反转录成互补的单链dna 然后在酶的作用下合成双链dna 从而获得所需的基因 蛋白质的氨基酸序列 mrna的核苷酸序列 结构基因的核苷酸序列 目的基因 推测 推测 化学合成 2 根据已知的氨基酸序列合成dna法 2 微生物作受体细胞原因 将目的基因导入微生物细胞 3 转化方法 大肠杆菌 繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对少 处理细胞 细胞 表达载体与感受态细胞混合 细胞吸收dna分子 ca2 感受态 感受态 1 常用菌 目的基因插入ti质粒的t dna上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体上目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达 1 农杆菌特点 易感染双子叶植物和裸子植物 ti质粒的t dna可转移至受体细胞的染色体上 2 转化 如果显示出杂交带 就表明待测样品含有目的基因或目的基因已经转录 不能 受体细胞必须表现出特定的性状 才能说明目的基因完成了表达 受体细胞摄入dna分子后就说明目的基因完成了表达吗 若不能表达 要对抗虫基因再进行修饰 例 用棉铃饲喂棉铃虫 如虫吃后不出现中毒症状 说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达 如虫吃后中毒死亡 则说明摄入了抗虫基因并得到表达 细菌的检测 将每个受体细胞单独培养形成菌落 检测菌落中是否有目的基因的表达产物 淘汰无表达产物的菌落 保留有表达产物的进一步培养 研究 基因文库的构建 1 构建基因组文库 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 这个群体包含了这种生物的所有基因 供体细胞中的dna 许多dna片段 载体 受体菌 鸟枪法 散弹射击法 让供体细胞提供的所有dna片段分别在各个受体菌中大量复制 即扩增 从中找出含有目的基因的细胞 再利用一定方法将目的基因的dna片段分离出来 产生特定性状 目的基因 通过对受体菌的培养而储存基因 2 构建cdna文库 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 这个受体菌群体叫做这种生物cdna文库 1 下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容 正确的组合是 2 下列属于获取目的基因的方法的是 利用mrna反转录形成 从基因组文库中提取 从受体细胞中提取 利用pcr技术 利用dna转录 人工合成a b c d 3 细菌的质粒分子带有一个抗菌素抗性基因 该抗性基因在基因工程中的主要作用是a 提高受体细胞在自然环境中的耐药性b 有利于对目的基因是否导入进行检测c 增加质粒分子的分子量d 便于与外源基因连接4 有关基因工程的叙述正确的是a 限制酶只在获得目的基因时才用b 重组质粒的形成是在细胞内完成的c 质粒都可作为运载体d 蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 5 哪项不是基因表达载体的组成部分 a 启动