好基因工程操作程序 新课标 人教版

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1、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。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非编码区非编码区与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

2、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mRNAmRNARNARNADNADNA 杂合双链杂合双链单链单链DNADNA双链双链DNADNA逆转录逆转录（cDNA）DNA聚合酶核酸酶H

3、基因工程基本操作的四个步骤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一、目的基因的获取1、目的基因主要是指_编码蛋白质的结构基因 请举出三个以上的例子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）人工合成请阅读P9第一和二两段(一)从基因文库中获取目的基因将含有某种生物不同基因的许多 DNA片断，导入到受体菌的群体中，各 个受体菌分别含有这种生物的不同基因 ，称为基因文库基因文库基因组文库部分基因文库 （如:cDNA文库）1.基因文库基因组 文库与 部分基 因文库 的关系基因组文库的构建:提取细胞中的全部

4、DNA限制酶切割导入大肠杆菌与载体结合DNA片段某生物材料（组织细胞）培养该生物的基因组文库某生物的某器官或特定发育时期的生物细胞CDNA文库的构建:与载体结合提取细胞中的全部mRNA逆转录mRNA限制酶切割导入大肠杆菌CDNACDNA片段培养基因组DNA文库cDNA文库基因组DNA文库与cDNA文库的比较1、根据基因的核苷酸序列 2、基因的功能 3、基因在染色体上的位置 4、基因的转录产物mRNA 5、基因的表达产物蛋白质 等怎样从基因文库中得到我们所需的 目的基因呢?PCR（聚合酶链式反应）体外复制DNA片段，可以在短时间 内大量扩增目的的基因DNADNA分子的特性分子的特性在在80801

5、00C100C的温度范围内，的温度范围内， DNADNA的的双螺双螺 旋结构将解体，双链分开，这个过程称为旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性变性当当温度温度缓慢缓慢降低降低后，两条彼此分离的后，两条彼此分离的DNADNA链链 又会重新结合成双链，这个过程又会重新结合成双链，这个过程 称为称为复性复性。PCR技术n原理：n前提：n原料：n优点过程：DNA复制 已知目的基因的一段核苷酸序列：以_方式扩增，在短时间内大量扩增目的基因指数模板DNA；DNA引物；四种脱氧 核苷酸；热稳定DNA聚合酶（ Taq酶）；离子变性复性延伸PCRPCR聚合酶链式反应原理原理1 1. .细胞内细胞内DNADN

6、A复制所需基本条件复制所需基本条件参与的组组分在DNA复制中的作用解旋酶打开DNA双链链 DNA母链链提供DNA复制的模板 4种脱氧核苷酸合成子链链的原料 DNA聚合酶催化合成DNA子链链 引物使DNA聚合酶能够够从引物的3 端开始连连接脱氧核酸聚合酶DNADNA聚合酶特性聚合酶特性1 1、不能从头合成不能从头合成DNADNA，只能从只能从DNADNA的的33端端 开始延伸开始延伸DNADNA链，因此，链，因此， DNADNA复制需要引物复制需要引物2 2、DNADNA的的合成方向总是合成方向总是从子链的从子链的55端向端向 33端延伸端延伸引引 物物概念：概念：引物是一小段引物是一小段DNA

7、DNA或或RNARNA，它能与，它能与DNADNA母链的母链的 一段一段碱基序列互补配对。碱基序列互补配对。 引物具备的条件：引物具备的条件：1 1、用于的引物长度通常为个、用于的引物长度通常为个 核苷酸核苷酸2 2、引物自身引物自身不应存在互补序列，否则引物自身会不应存在互补序列，否则引物自身会 折叠成发夹结构使引物本身复性。这种二级结构会折叠成发夹结构使引物本身复性。这种二级结构会 因空间位阻而影响引物与模板的复性结合。引物自因空间位阻而影响引物与模板的复性结合。引物自 身不能有连续身不能有连续4 4个碱基的互补。个碱基的互补。3 3、两引物之间两引物之间也不应具有互补性，以防止引物二也不

8、应具有互补性，以防止引物二 聚体的形成。引物之间不能有连续聚体的形成。引物之间不能有连续4 4个碱基的互补个碱基的互补 。 DNADNA分子的特性分子的特性在在8080100C100C的温度范围内，的温度范围内， DNADNA的的双螺双螺 旋结构将解体，双链分开，这个过程称为旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性变性当当温度温度缓慢缓慢降低降低后，两条彼此分离的后，两条彼此分离的DNADNA链链 又会重新结合成双链，这个过程又会重新结合成双链，这个过程 称为称为复性复性。高温解决了打开双链的问题，高温解决了打开双链的问题， 但是，又导致但是，又导致DNADNA聚合酶失活的问题聚合酶失活的问题

9、 ，耐高温的，耐高温的TaqTaq DNA DNA聚合酶聚合酶解决了高解决了高 温导致温导致DNADNA聚合酶失活的问题聚合酶失活的问题，促成，促成 了了PCRPCR技术的自动化技术的自动化TaqTaq DNA DNA聚合酶的应用聚合酶的应用PCR过程a、DNA变性（90-96）：双链DNA模板在热作用下，_断裂，形成_b、复性（退火）（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123靶序列靶序列靶序列靶序列PCR PCR 第一步第一步 ：加热变性：加热变性

10、靶序列靶序列靶序列靶序列引物引物 引物引物 5533555533553333PCR PCR 第二步第二步 ：引物与靶序列复姓（退火）：引物与靶序列复姓（退火）靶序列靶序列靶序列靶序列引物引物引物引物553 3555533553333TaqTaq DNA DNA 聚合酶聚合酶PCR PCR 第三步第三步 ：延伸：延伸利用PCR技术扩增目的基因循环次数DNA数量1 22 43 84 16n3030次循环后靶序列扩增的数量次循环后靶序列扩增的数量2nDNA复制PCR技术场场所原理条件解旋方式酶特点结结果PCR技术扩增与DNA复制的比较碱基互补配对原则碱基互补配对原则四种脱氧核苷酸、模 板、酶、ATP

11、四种脱氧核苷酸、 模板、酶、引物DNA在高温下变性解旋解旋酶催化解旋半保留复制、 边解旋变复制半保留复制、 全解旋再复制体外复制主要在细胞核内大量的DNA片段形成整个DNA分子热稳定的DNA聚合酶细胞内的DNA聚合酶、 解旋酶、DNA连接酶等3 3、PCR PCR 循环循环要复制的片段第四轮第产物：16个DNA第二轮第产物：4个DNA引物第一轮第产物：2个DNA第三轮第产物：8个DNAPCRPCR仪仪设备设备实质上一台能够自动调控温度的仪器实质上一台能够自动调控温度的仪器 概念：PCR全称为_，是一项 在生物_复制_的核酸合成技术 条件：_、_、_ (做启动子)、 _.前提条件：原理：_方式：

12、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DNA复制已知基因的核苷酸序列 四种脱氧核苷酸一对引物 DNA聚合酶 指数2n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增(二)利用PCR技术扩增目的基因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_。(二)基因表达载体的构建 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）

13、 核心同一种(二)基因表达载体的构建4.过程 :5.基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因它们有什么作用？(三)将目的基因导入受体细胞转化 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1、将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法（1）农杆菌介绍（2）原理及适用范围(三)将目的基因导入受体细胞2、将目的基因导入动物细胞 （1）方法：显微注射法 （2）程序：(三)将目的基因导入受体细胞3、将目的基因导入微生物细胞

14、 （1）思考：为什么选用微生物作为受体细胞？ （2）方法：(四)目的基因的检测与鉴定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分子杂交分子杂交（注意与上不同之处 ）抗原抗体杂交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。 P15思考与探究1）以下说法正确的是 （ ）A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接D、基因控制的性状都能在后代表现出来C练习练习2）不属于质粒被选为基因运载体的理由是A、能复制 （ ）B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因D、它是环状DNAD D练习练习3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得C、目的基因须由运载体导入受体细胞D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A A练习练习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