高二生物选修四基因工程课件

高二生物选修四基因工程课件第一页，共二十九页，2022年，8月28日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编码区：能转录，编码蛋白质非编码区：不编码蛋白质,能调控遗传信息表达2023/3/82第二页，共二十九页，2022年，8月28日真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区启动子终止子编码区上游编码区下游内含子外显子与RNA聚合酶结合位点编码区：非编码区：外显子：内含子：能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列2023/3/83第三页，共二十九页，2022年，8月28日非编码区非编码区编码区RNA聚合酶结合位点外显子内含子终止子启动子原核真核基因的结构2023/3/84第四页，共二十九页，2022年，8月28日原核细胞真核细胞不同点编码区是_____的编码区是间隔的、_____的相同点都由能够编码蛋白质的______和具有调控作用的______区组成的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2023/3/85山西省孝义市第二中学第五页，共二十九页，2022年，8月28日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操作过程目的基因的检测与鉴定2023/3/86第六页，共二十九页，2022年，8月28日目的基因主要是指______________________编码蛋白质的基因目的基因的获取供体生物细胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因即：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。也可以是一些具有调控作用的因子2023/3/87第七页，共二十九页，2022年，8月28日获得目的基因的方法

从基因文库中获取目的基因1.什么是基因文库？2.怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？种类：基因组文库：部分基因文库：(如cDNA文库)基因的核苷酸序列等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：如基因的转录产物mRNA第八页，共二十九页，2022年，8月28日2.基因文库的构建方法①鸟枪法：供体细胞中的DNA许多DNA片段运载体限制酶与载体连接载入受体细胞产生特定性状导入外源DNA扩增目的基因分离(直接分离法)(一)从基因文库中获取目的基因第九页，共二十九页，2022年，8月28日（一）基因文库的构建（每个受体菌含有一段不同的DNA片段）（2）cDNA文库的构建——mRNA反转录形成与载体连接导入受体菌群mRNA逆转录酶杂交双链核酸酶H单链DNADNA聚合酶双链DNA(cDNA)该生物cDNA文库第十页，共二十九页，2022年，8月28日1、概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________的核酸合成技术通过这项技术可在短时间内大量扩增目的基因

因为整个过程是在体外进行，所以又叫做体外DNA扩增技术。聚合酶链式反应体外特定DNA片段2、原理：DNA复制（二）利用PCR技术扩增目的基因第十一页，共二十九页，2022年，8月28日四种脱氧核苷酸(dNTP)

一对引物：热稳定DNA聚合酶(Taq酶）模板DNA(需含有目的基因)

4、条件：一对寡核苷酸序列：与目的基因的起始段互补一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物3、前提：温度控制第十二页，共二十九页，2022年，8月28日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TaqDNA聚合酶的作用下，从引物的______________________延伸，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链5′端→3′端第十三页，共二十九页，2022年，8月28日（三）通过DNA合成仪用化学方法人工合成DNA合成仪蛋白质的氨基酸顺序mRAN核苷酸序列基因DNA的核苷酸序列目的基因推测推测合成

当基因比较小、蛋白质的氨基酸序列可以测得或核苷酸序列已知时，可采用此种方法。DNA合成仪第十四页，共二十九页，2022年，8月28日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2023/3/815第十五页，共二十九页，2022年，8月28日质粒DNA分子限制酶处理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）——核心同一种(二)基因表达载体的构建4.过程:2023/3/816第十六页，共二十九页，2022年，8月28日

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:第十七页，共二十九页，2022年，8月28日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。a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因2023/3/818第十八页，共二十九页，2022年，8月28日2、基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因它们各自的作用是什么?第十九页，共二十九页，2022年，8月28日启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，能终止mRNA的转录标记基因的作用是为了鉴别受体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第二十页，共二十九页，2022年，8月28日①载体与表达载体的区别：二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构②用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到DNA连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键③启动子、终止子对于目的基因表达必不可少④目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体的方式携带进去。注意第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日三、将目的基因导入受体细胞（一）转化：（二）方法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第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日1、将目的基因导入植物细胞的方法：（1）农杆菌转化法

①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②原理：Ti质粒上的T---DNA可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日③过程：④优点第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日（2）基因枪法（3）花粉管通道法第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日2、将目的基因导入动物细胞①方法：显微注射法②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二十六页，共二十九页，2022年，8月28日3、将目的基因导入微生物细胞①原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少②方法：

用Ca2+处理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分子第二十七页，共二十九页，2022年，8月28日四、目的基因的检测与鉴定——检查