基因工程步骤好有真原核基因区别

1、基因工程步骤好有真原核基因区别 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 基因工程步骤好有真原核基因区别 知识点一：知识点一：1 1原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构 非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区 与与RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点 启动子启动子终止子终止子 启动子：是一段有特殊结构的启动子：是一段有特殊结构的DNADNA片段，位于基因首端片段，位于基因首端 是是RNARNA聚合酶识别和结合的部位并能驱动基因转录出聚合酶识别和结合的部位并能驱动基因转录出 mRNAmRNA。没有启动子，基因就不能转录。没有启动子，基因就不能转录。 终止子：位于基因的尾端的一段特殊

2、的终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片断，它能片断，它能 阻碍阻碍RNARNA聚合酶的移动，并使其从聚合酶的移动，并使其从DNADNA模板链上脱离下来，模板链上脱离下来， 使转录终止。使转录终止。 基因工程步骤好有真原核基因区别 不能转录为信使不能转录为信使RNARNA，不能，不能 编码蛋白质。编码蛋白质。 ：能转录相应的信使：能转录相应的信使RNARNA，能，能 编码蛋白质编码蛋白质 编码区编码区 非编码区非编码区 原核原核 细胞细胞 的的 基因基因 结构结构 有调控序列，最重要的是有调控序列，最重要的是 RNARNA聚合酶结合位点。聚合酶结合位点。 非编码区非编码区非编码区非编

3、码区编码区编码区 编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子 基因工程步骤好有真原核基因区别 编码区编码区 非编码区非编码区非编码区非编码区 内含子内含子 外显子外显子 启动子启动子 终止子终止子 知识点一：知识点一：2 2真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构 真核真核 细胞细胞 的的 基因基因 结构结构 编码区编码区 非编码区非编码区 外显子：能编码蛋白质外显子：能编码蛋白质 内含子：不能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列 与原核细胞相同与原核细胞相同 非编码序列：非编码序列：包括非编码区和内含子包括非编码区和内含子 基因工程步骤好有真原核基因区别 原核细

4、胞原核细胞真核细胞真核细胞 不同点不同点 编码区是编码区是 _的的 编码区是间隔的、编码区是间隔的、 _的的 相同点相同点 都由能够编码蛋白质的都由能够编码蛋白质的_和具和具 有调控作用的有调控作用的_区组成的区组成的 原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞与真核细胞的基因结构比较 思考思考 编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核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？细胞与真核细胞基因结构一样长吗？ 连续连续不连续不连续 编码区编码区 非编码非编码 2 2基因表达载体的构建基因表达载体的构建 3 3将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 4 4目的基因的检测与鉴定

5、目的基因的检测与鉴定 目的基因的获取目的基因的获取 阅读课本第一自然段，回答以下问题：阅读课本第一自然段，回答以下问题： 2 2获取目的基因的常用方法有哪些？获取目的基因的常用方法有哪些？ （1 1）从基因文库中获取）从基因文库中获取 （2 2）利用）利用PCRPCR技术扩增技术扩增 （3 3）人工合成）人工合成 1 1什么叫目的基因？并举例说明。什么叫目的基因？并举例说明。 主要是编码蛋白质的基因，也可以是一些主要是编码蛋白质的基因，也可以是一些 具有调控作用的因子具有调控作用的因子 （一）从基因文库中获取目的基因（一）从基因文库中获取目的基因 1.基因文库：概念见课本基因文库：概念见课本

6、2.基因文库的分类基因文库的分类:按外源按外源DNA片段的来源分类片段的来源分类 种种 类类 基因组文库：含有一种生物的全部基因基因组文库：含有一种生物的全部基因 部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因， 如：如：cDNA文库文库 3.基因文库的目的基因文库的目的 为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所 需的目的基因。需的目的基因。 提取某种生物的全部提取某种生物的全部DNADNA 用适当的限制酶切用适当的限制酶切 一定大小的一定大小的DNADNA片段片段 将将DNADNA片段与载体连接片段与载体连接 导

7、入受体菌中储存导入受体菌中储存 基因组文库基因组文库 基因工程步骤好有真原核基因区别 单链互补单链互补DNADNA 双链双链cDNAcDNA片段片段 导入受体菌中储存导入受体菌中储存 与载体连接与载体连接 cDNAcDNA文库文库 反（逆）转录酶反（逆）转录酶 DNADNA聚合酶聚合酶 （2 2）反转录法：）反转录法：cDNAcDNA的合成流程图解的合成流程图解 某种生物的单链某种生物的单链mRNAmRNA 基因工程步骤好有真原核基因区别 思考：思考： 基因组文库和部分基因文库（如基因组文库和部分基因文库（如cDNA）的关系？）的关系？ 2 2基因组文库和基因组文库和cDNAcDNA文库的比较

8、文库的比较 3 3 文库类型文库类型 cDNAcDNA文库文库基因组文库基因组文库 文库大小文库大小 基因中启动子有无基因中启动子有无 基因中内含子有无基因中内含子有无 基因多少基因多少 物种间的基因交流物种间的基因交流 小小大大 无无有有 无无有有 某种生物的部分某种生物的部分 基因基因 某种生物的全部某种生物的全部 基因基因 可以可以部分基因可以部分基因可以 基因工程步骤好有真原核基因区别 2 2利用利用PCRPCR扩增目的基因（阅读课本第扩增目的基因（阅读课本第1010页回答问题）页回答问题） （1 1）RCR RCR 的中文全称？的中文全称？PCRPCR是一项什么样的技术？是一项什么样

9、的技术？ （2 2）PCRPCR原理？利用这一技术获取目的基因的前提？原理？利用这一技术获取目的基因的前提？ （3 3）PCRPCR的过程？这一过程利用了什么酶？的过程？这一过程利用了什么酶？ （4 4）通过）通过PCRPCR使目的基因的数目如何增长？使目的基因的数目如何增长？ 概念：概念：PCRPCR全称为全称为_，是一项，是一项 在生物在生物_复制复制_的核酸合成技术的核酸合成技术 条件：条件： 原理：原理： 方式：以方式：以_方式扩增，即方式扩增，即_（n n为扩增循为扩增循 环的次数）环的次数） 结果：结果： 聚合酶链式反应聚合酶链式反应 体外体外特定特定DNADNA片段片段 DNAD

10、NA复制复制 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 热稳定热稳定DNADNA聚合酶聚合酶 指数指数2 2n n 在短时间内大量扩增目的基因在短时间内大量扩增目的基因 前提：前提： 一对引物、一对引物、 模板模板DNADNA（含目的基因）（含目的基因） 过程：过程： A ADNADNA变性（变性（90-9590-95）：双链）：双链DNADNA模板模板 在热作用下，在热作用下，_断裂，形成断裂，形成_ B B退火（退火（复性复性55-6555-65）：系统温度降低，）：系统温度降低， 引物与引物与DNADNA模板结合，形成局部模板结合，形成局部_。 C C延伸（延伸（70-7570-75）：在）：在Ta

11、qTaq酶的作用下，酶的作用下， 合成与模板互补的合成与模板互补的_。 氢键氢键单链单链DNADNA 双链双链 DNADNA链链 基因工程步骤好有真原核基因区别 5 5/ / 3 3/ / G GG G T TC C 3 3/ /5 5/ / A AG GC CC C 5 5/ /3 3/ / 引物引物 G GG G 变性变性 复性复性 延伸延伸 1 1变性变性(9(90 095 )95 )：目的基因：目的基因DNADNA受热变性，解链为受热变性，解链为 单链；单链； 2 2复性（复性（5 55 560 60 ）：引物与两条单链通过碱基互）：引物与两条单链通过碱基互 补配对原则结合；补配对原则

12、结合； 3 3延伸（延伸（707075 75 ）：在）：在TaqDNATaqDNA聚合酶的作用下，聚合酶的作用下， 以以dNTPdNTP为原料，从引物的为原料，从引物的55端端33端延伸，合成与模端延伸，合成与模 板互补的板互补的DNADNA链链 5 5/ / 3 3/ / A AG G 引物引物 （二（二) )利用利用PC(RPC(R技术扩增目的基因技术扩增目的基因 PCRPCR技术扩增与技术扩增与DNADNA复制的比较复制的比较 PCRPCR技术技术DNADNA复制复制 相相 同同 点点 原料原料 条件条件 不不 同同 点点 解旋解旋 方式方式 场所场所 酶酶 结果结果 四种脱氧核苷酸四种

13、脱氧核苷酸 模板、能量、酶模板、能量、酶 DNADNA在高温下变性解旋在高温下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化 体外复制体外复制 细胞核内细胞核内 热稳定的热稳定的DNADNA聚合酶聚合酶 细胞内的细胞内的DNADNA聚合酶聚合酶 大量的大量的DNADNA片段片段形成整个形成整个DNADNA分子分子 ( (二二) )利用利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因 小结小结 目的基因的获取目的基因的获取 目的基因的定义目的基因的定义 常用常用 方法方法 从基因文库从基因文库 中获取中获取 利用利用PCRPCR技技 术扩增术扩增 人工合成人工合成 基因组文库基因组文库 部分基因文库部分基因文库

14、原理、条件原理、条件 方式、结果方式、结果 过程过程 二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建 核心核心 1 1如何构建基因表达载体？如何构建基因表达载体？ 2 2基因表达载体构建的目的？基因表达载体构建的目的？ 3 3基因表达载体的组成？基因表达载体的组成？ 4 4启动子、终止子、标记基因的作用分别是？启动子、终止子、标记基因的作用分别是？ 读教材回答以下问题读教材回答以下问题 基因工程步骤好有真原核基因区别 1.1.用一定的用一定的_切割切割 质粒，使其出现一个切质粒，使其出现一个切 口，露出口，露出 2.2.用用_切断目切断目 的基因，使其产生的基因，使其产生 核心核心 3.3.将切

15、下的目的基因片段插入质粒的将切下的目的基因片段插入质粒的_处，处， 再加入适量再加入适量_，形成了一个重组，形成了一个重组 DNA DNA分子（重组质粒）分子（重组质粒） 限制酶限制酶 黏性末端平末端黏性末端平末端 同一种限制酶同一种限制酶 切口切口 DNADNA连接酶连接酶 二基因表达载体的构建二基因表达载体的构建 相同的黏相同的黏 末端平末端。末端平末端。 基因工程步骤好有真原核基因区别 基因表达载体的组成：基因表达载体的组成： 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并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。能

16、够表达和发挥作用。 目的基因目的基因 启动子启动子 终止子终止子 标记基因标记基因 目的：目的： 位于基因的首端的一段位于基因的首端的一段 特殊的特殊的DNADNA片断，它是片断，它是RNARNA聚合酶聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能识别和结合的部位，有了它才能 驱动基因转录出驱动基因转录出mRNAmRNA，最终获得，最终获得 蛋白质蛋白质 位于基因的尾端的一段位于基因的尾端的一段 特殊的特殊的DNADNA片断，能终止片断，能终止mRNAmRNA的的 转录转录 的作用是为了鉴别受体的作用是为了鉴别受体 细胞中是否含有目的基因，从而细胞中是否含有目的基因，从而 将有目的基因的细胞筛选出来将有

17、目的基因的细胞筛选出来 通读教材回答问题通读教材回答问题 1转化的概念转化的概念 2将目的基因导入植物、动物、微生物细胞将目的基因导入植物、动物、微生物细胞 的方法分别有哪些？的方法分别有哪些？ 基因工程步骤好有真原核基因区别 （一）转化：（一）转化： （二）方法（二）方法 将目的基因导入将目的基因导入 植物细胞植物细胞 将目的基因导入将目的基因导入 动物细胞动物细胞 将目的基因导入将目的基因导入 微生物细胞微生物细胞 农杆菌转化法农杆菌转化法 基因枪法基因枪法 花粉管通道法花粉管通道法 显微注射法显微注射法 感受态细胞感受态细胞 目的基因进入目的基因进入_内，并且在内，并且在 受体细胞内维持

18、受体细胞内维持_和和_的过程的过程 受体细胞受体细胞 稳定稳定表达表达 基因工程步骤好有真原核基因区别 易感染双子叶植物和裸子植物，对大多易感染双子叶植物和裸子植物，对大多 数单子叶植物没有感染能力。数单子叶植物没有感染能力。 原理：原理：Ti质粒上的质粒上的T-DNA可以转移可以转移 到受体细胞，并整合到受体细胞染色到受体细胞，并整合到受体细胞染色 体的体的DNA上。上。 基因工程步骤好有真原核基因区别 仔细阅读课本将目的基因导入植物细胞仔细阅读课本将目的基因导入植物细胞 （1 1）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是？）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是？ （2 2）农杆菌如何感染植

19、物细胞？）农杆菌如何感染植物细胞？ （3 3）农杆菌的）农杆菌的TiTi质粒中有何特点？质粒中有何特点？ （4 4）若用农杆菌转化法应选用什么作为运载体？将目）若用农杆菌转化法应选用什么作为运载体？将目 的基因插入运载体的什么部位？此时的农杆菌是受体细的基因插入运载体的什么部位？此时的农杆菌是受体细 胞吗？胞吗？ （5 5）获得含有目的基因的受体细胞后如何获得具有新）获得含有目的基因的受体细胞后如何获得具有新 性状的植物体？原理？性状的植物体？原理？ （6 6）农杆菌转化法和基因枪法分别适用于什么生物？）农杆菌转化法和基因枪法分别适用于什么生物？ 基因工程步骤好有真原核基因区别 过程：过程：

20、优点：优点：稳定、经济、有效稳定、经济、有效 将外源目的基因插入将外源目的基因插入TiTi质粒质粒 的的T-DNAT-DNA中形成重组中形成重组TiTi质粒质粒 将重组将重组TiTi质粒质粒 转入农杆菌转入农杆菌 使含重组使含重组TiTi质粒的农质粒的农 杆菌感染植物细胞杆菌感染植物细胞 含目的基因含目的基因 的植物细胞的植物细胞 表现出新性状的植株表现出新性状的植株 基因工程步骤好有真原核基因区别 （2）基因枪法基因枪法 （3）花粉管通道法花粉管通道法 基因工程步骤好有真原核基因区别 2 2将目的基因导入动物细胞将目的基因导入动物细胞 方法：显微注射法方法：显微注射法 程序：程序： 目的基因

21、表达载体提纯目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵）取卵（受精卵） 显微注射显微注射 受精卵受精卵 新性状动物新性状动物 基因工程步骤好有真原核基因区别 3 3将目的基因导入微生物细胞将目的基因导入微生物细胞 阅读课本：早期基因工程为何选择原核阅读课本：早期基因工程为何选择原核 生物作为受体细胞？方法？生物作为受体细胞？方法？ 原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质 少少 方法：方法： 用用Ca2+处理细胞处理细胞 感受态细胞感受态细胞 表达表达 载体与感受态细胞混合载体与感受态细胞混合 感受态细胞吸感受态细胞吸 收收DNA分子分子 基因工程步骤好有真原核基因

22、区别 1 1获取目的基因的常用方法、获取目的基因的常用方法、PCRPCR技术的原理、条件、技术的原理、条件、 过程、方式、结果。过程、方式、结果。 2 2人工合成目的基因的方法及过程。人工合成目的基因的方法及过程。 3 3构建基因表达载体的目的、基因表达载体的组成及构建基因表达载体的目的、基因表达载体的组成及 各组成部分的作用。各组成部分的作用。 4 4基因表达载体的构建过程？将目的基因导入植物、基因表达载体的构建过程？将目的基因导入植物、 动物、微生物细胞的方法分别是什么？动物、微生物细胞的方法分别是什么？ 5 5农杆菌转化法的原理（即农杆菌转化法的原理（即TiTi质粒的质粒的T-DNAT-

23、DNA的作用特的作用特 点）、适用范围。点）、适用范围。 6 6叙述用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞的过叙述用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞的过 程。程。 复习（复习（15分钟后黑板展示）分钟后黑板展示） 基因工程步骤好有真原核基因区别 阅读课本：目的基因的检测与鉴定阅读课本：目的基因的检测与鉴定 目的基因检测的过程分为哪几步？分别用目的基因检测的过程分为哪几步？分别用 什么方法？什么方法？ 鉴定（个体生物学水平）方法？鉴定（个体生物学水平）方法？ 基因工程步骤好有真原核基因区别 四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定 检测检测 （分子检测）（分子检测） 鉴定鉴定 （个体生物

24、学水平）（个体生物学水平） 检测目的基因是否翻译成蛋白质检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等 检查是否成功检查是否成功 检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了mRNA 检测转基因生物染色体的检测转基因生物染色体的DNA 上是否插上是否插 入了目的基因入了目的基因 基因工程步骤好有真原核基因区别 检测转基因生物染色体的检测转基因生物染色体的DNA上是否插了上是否插了 目的基因目的基因 过程过程: A首先取出转基因生物的基因组首先取出转基因生物的基因组DNA。 B对含目的基因的对含目的基因的DNA片段作放射性同位素片段作放射性同位素

25、标记，以此做探针。标记，以此做探针。 C使探针和转基因生物的基因组杂交使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示若显示 出杂交带，表明染色体已插入染色体出杂交带，表明染色体已插入染色体DNA中。中。 方法方法:DNA分子杂交分子杂交 基因工程步骤好有真原核基因区别 基因工程步骤好有真原核基因区别 DNADNA分子杂交示意图分子杂交示意图 采用一定的技术手段，将两种生物的采用一定的技术手段，将两种生物的DNA 分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互 补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结 合在一起，形成杂合双链区；在

26、没有互补碱基合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基 序列的部位，仍然是两条游离的单链。序列的部位，仍然是两条游离的单链。 基因工程步骤好有真原核基因区别目的基因的检测示意图目的基因的检测示意图 基因工程步骤好有真原核基因区别 检测目的基因是否转录出了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检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法方法:分分 子子 杂杂 交交 方法方法: 抗原抗体杂交抗原抗体杂交 过程过程: 用上述探针和转基因生物的用上述探针和转基因生物的mRNA杂交，若出现杂杂交，若出现杂 交带，表明目的基因转录出了交带，表明目的基因转录出了mRNA. 基因工程步骤好有真原核基因区别 鉴定鉴定 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等 例：用棉铃饲喂棉例：用棉铃饲喂棉 铃虫，如虫吃后不出现铃虫，如虫吃后不出现 中毒症状，说明未摄入中毒症状，说明未摄入 目的基因或摄入目的基目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。抗虫基因并得到表达。 思考：若培育耐盐碱的水稻，如何鉴定？思考：若培育耐盐碱的水稻，如何鉴定？ 归纳： 基因工程的基本操作程序 获取目的基因获取目的基