高中生物 基因工程的基本操作程序 新人教版选修

1、高中生物 基因工程的基本操作程序课件 新人教版选修第1页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四1.2 基因工程的基本操作程序第2页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四1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基因工程基本操作的四个步骤第3页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四目的基因的获取阅读课本第一自然段，回答以下问题：2获取目的基因的常用方法有哪些？（1）从基因文库中获取（2）利用PCR技术扩增（3）人工合成1什么叫目的基因？并举例说明。主要是编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子第

2、4页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四1原核细胞的基因结构非编码区非编码区编码区与RNA聚合酶结合位点启动子终止子启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首端是RNA聚合酶识别和结合的部位并能驱动基因转录出mRNA。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的DNA片断，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5页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四编码区非编码区非编码区内含子 外显子 启动子终止子2真核细胞的基因结构注意： 原核基因转录出的mRNA只能与编码区的 链配对， 与编码区中互补链呢？

3、 真核基因转录出的mRNA只能与编码区的 配对。第6页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四（一）从基因文库中获取目的基因1.基因文库：概念见课本2.基因文库的分类:（按外源DNA片段的来源分类）种类基因组文库：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， 如：cDNA文库3.建立基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。第7页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四提取某种生物的全部DNA用适当的限制酶切一定大小的DNA片段将DNA片段与载体连接导入受体菌中储存基因组文库4.基因文库的构建方法（1）基因组文库构

4、建第8页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四单链互补DNA双链cDNA片段导入受体菌中储存与载体连接cDNA文库反（逆）转录酶DNA聚合酶（2） cDNA文库的构建反转录法某种生物的单链mRNA第9页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四思考：1基因组文库和cDNA文库的比较2如何从基因文库中得到所需要的目的基因？ (见课本P9)文库类型cDNA文库基因组文库文库大小基因中启动子有无基因中内含子有无基因多少物种间的基因交流小大无有无有某种生物的部分基因某种生物的全部基因可以部分基因可以第10页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四阅读课本

5、第10页回答问题：（1）RCR 的中文全称？PCR是一项什么样的技术？（2）PCR原理？利用这一技术获取目的基因的前提？（3）PCR的过程？这一过程利用了什么酶？（4）通过PCR使目的基因的数目如何增长？(三)利用PCR技术扩增目的基因第11页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四第12页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四5/3/GGTC3/5/AGCC5/3/引物GG变性复性延伸1变性(9095 )：目的基因DNA受热变性，解链为单链；2复性（5560 ）：引物与两条单链通过碱基互补配对原则结合；3延伸（7075 ）：在Taq酶的作用下，以dNTP为原

6、料，从引物的5端3端延伸，合成与模板互补的DNA链 5/3/AG引物第13页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四 概念：PCR全称为_，是一项 在生物_复制_的核酸合成技术 条件：原理：方式：以_方式扩增，即_（n为扩增循 环的次数）结果：聚合酶链式反应体外特定DNA片段双链DNA复制四种原料热稳定DNA聚合酶（Taq酶）指数2n在短时间内大量扩增目的基因前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列2种引物、模板DNA（含目的基因）第14页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列目的基因的核苷酸序列目的基因推测推测化学合成工具

7、：DNA合成仪条件：基因比较小，核苷酸序列已知思路流程：（二）人工直接合成目的基因第15页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四小结目的基因的获取目的基因的定义常用方法从基因文库中获取利用PCR技术扩增人工合成基因组文库部分基因文库原理、条件方式、结果过程第16页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四二、基因表达载体的构建 核心1基因表达载体构建的目的？（见课本P11）2基因表达载体的组成？3启动子、终止子、标记基因的作用分别是？4如何构建基因表达载体？读教材回答以下问题第17页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四基因表达载体的组成及各部

8、分作用目的基因作用：终止 转录标记基因：鉴别并选择含目的基因的细胞作用：启动转录第18页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四1.用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端平末端。2.一般用同一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端平末端。3.将切下的目的基因片段插入质粒的切口处， 再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组 DNA分子（重组质粒）。如何构建基因表达载体？第19页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四通读教材回答问题1转化的概念2将目的基因导入植物、动物、微生物细胞的方法分别有哪些？三、将目的基因导入受体细胞第20页，共37页，

9、2022年，5月20日，10点24分，星期四三、将目的基因导入受体细胞常用的转化方法有： 按不同的受体细胞分将目的基因导入植物细胞将目的基因导入动物细胞将目的基因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第21页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四1将目的基因导入植物细胞的方法：（1）农杆菌转化法 农杆菌特点：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。原理：Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。第22页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四过程：将外源目的基因插入Ti质粒的T-D

10、NA中形成重组Ti质粒将重组Ti质粒转入农杆菌使含重组Ti质粒的农杆菌感染植物细胞含目的基因的植物细胞表现出新性状的植株第23页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四（2）基因枪法（3）花粉管通道法第24页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四2将目的基因导入动物细胞方法：显微注射法程序：目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵） 显微注射 受精卵 新性状动物第25页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四3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生物作为受体细胞？方法？原核生物特点：单细胞繁殖快、遗传物质少方法： 用Ca2+处理

11、细胞 感受态细胞 表达载体与感受态细胞混合 感受态细胞吸收DNA分子第26页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四四、目的基因的检测与鉴定阅读课本:目的基因检测的过程分为哪几步？分别用什么方法？鉴定（个体生物学水平）方法？第27页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四四、目的基因的检测与鉴定1、分子水平的检测2.个体生物学水平的鉴定检测目的基因是否翻译成蛋白质方法是：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等检查目的基因是否成功表达检测目的基因是否转录出了mRNA方法是：检测转基因生物的DNA 上是否插入了目的基因方法是：DNA分子杂交（DNARNA）分子杂交抗原抗体分

12、子杂交第28页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四DNA分子杂交示意图 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；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。 第29页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四过程:A首先提取出转基因生物的DNA。B对含目的基因的DNA片段作放射性同位素标记，以此做基因探针。C用基因探针和提取的转基因生物的DNA杂交。若显示出杂交带，表明转基因生物的DNA中已插入目的基因；反之，则没有插入。DNA分子杂交第30页，共37页

13、，2022年，5月20日，10点24分，星期四第31页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四鉴定抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等例：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。思考：若培育耐盐碱的水稻，如何鉴定？第32页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四归纳： 基因工程的基本操作程序获取目的基因从基因文库利用PCR化学方法人工合成构建基因表达载体目的基因、启动子、终止子、标记基因将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法、显微注射法目的基因的检测与鉴定检测：是否插入、转录、翻译

14、鉴定：第33页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四学以致用若用Bt毒蛋白基因作为目的基因培育转基因抗虫棉，可用什么方法？叙述培育过程！第34页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四练习：(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于 处。（填“a”或“b”）aa第35页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四（）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。（）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是 和 。（）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。基因枪法（花粉管通道法）植物组织培养脱分化和再分化耐盐基因一定浓度盐水浇灌第36页，共37页，2022年，5月20日，10点24分，星期四练习：继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细