高中生物《基因工程的基本操作程序》课件一（27张PPT）（人教版选修3）

欢迎进入生物课堂 1 2基因工程的基本操作程序 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 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 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 利用PCR技术扩增目的基因3 人工合成 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 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 检测 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 DNA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 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 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 启动子B 终止密码C 标记基因D 目的基因6 下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法 A 基因枪法B 显微注射法C 农杆菌转化法D 花粉管通道法 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 长期以来只能依靠从猪 牛等动物的胰腺中提取 100Kg胰腺只能提取4 5g的胰岛素 其产量之低和价格之高可想而知 假如让你用基因工程的方法使大肠杆菌生产出人的胰岛素 想一想 如何设计 尝试设计 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全