《上课用人教版生物选修三12基因工程的基本操作程序教学课件共46张》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上课用人教版生物选修三12基因工程的基本操作程序教学课件共46张（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基因工程的基本操作程序,知识点一：1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。,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,有调控序列，最重要的是RNA聚合酶结合位点。,非编码区,非编码区,编码区,编码区上游,编码区下游
2、,启动子,终止子,编码区,内含子,外显子,启动子,终止子,知识点一：2真核细胞的基因结构,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 内含子：不能编码蛋白质的序列,与原核细胞相同,非编码序列：,包括非编码区和内含子,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,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,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,（
3、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,（一）从基因文库中获取目的基因,1.基因文库：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,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.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。,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
4、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）直接分离法,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）反转录法：cDNA的合成流程图解,某种生物的单链mRNA,思考： 基因组文库和部分基因文库（如cDNA）的关系？ 2基因组文库和cDNA文库的比较3如何从基因文库中得到所需要的目的基因？,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,（二）PCR技术多聚酶链式反应（体外）,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
5、脱氧核苷酸（dNTP）,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,方式：,以_形式扩增，即_（n为扩增循环的次数）,指数,2n,（二）利用PCR扩增目的基因,1、过程,高温变性（解旋为单链）,低温退火（引物与单链互补结合）,适温延伸（在Taq酶的作用下合成与模板互补的DNA双链）,重复循环,(三)利用PCR技术扩增目的基因,过程：,ADNA变性（90-95）：双链DNA模板在热作用下，_断裂，形成_,B退火（复性55-65）：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，合成与模板互补的_。,氢键,单链DNA,双链,
6、DNA链,PCR技术扩增与DNA复制的比较,四种脱氧核苷酸,模板、能量、酶,DNA在高温下变性解旋,解旋酶催化,体外复制,细胞核内,热稳定的DNA聚合酶,细胞内的DNA聚合酶,大量的DNA片段,形成整个DNA分子,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。,2根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：,（三）人工合成的目的基因,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
7、组文库,部分基因文库,原理、条件,方式、结果,过程,二、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。,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,黏性末端平末端,同一种限制酶,切口,DNA连接酶,二基因表达载体的构建,相同的黏,末端平末端。,基因表达载体的组成：,使目的基因在受体细胞中稳
8、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。,目的：,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。,启动转录,是RNA聚合酶的识别和结合部位,位于基因的末端,终止转录,检测目的基因是否导入受体细胞， 筛选出含目的基因的受体细胞,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,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,
9、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,（1）农杆菌转化法,特点:,能感染双子叶植物和祼子植物,对单子叶植物无感染能力,Ti质粒的TDNA可转移至受体细胞并整合到其染色体上,转化过程:,Ti质粒目的基因,构建,表达载体,植物细胞,植物细胞染色DNA,新性状,农杆菌,（2）基因枪法,基因枪法又称微弹轰击法，是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与其整合并表达的方法。,（3）花粉通道法,植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。花粉管通道法
10、就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。,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,3、将目的基因导入微生物细胞,常用法：Ca2+处理,常用菌：大肠杆菌,微生物作受体细胞原因： 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少,过程：,Ca2+处理大肠杆菌,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,增大细胞壁的通透性,1获取目的基因的常用方法、PCR技术的原理、条件、过程、方式、结果。 2人工合成目的基因的方法及过程。 3构建基
11、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。 4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？ 5农杆菌转化法的原理（即Ti质粒的T-DNA的作用特点）、适用范围。 6叙述用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞的过程。,复习（15分钟后黑板展示）,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？分别用什么方法？ 鉴定（个体生物学水平）方法？,四、目的基因的检测与鉴定,检测 （分子检测）,鉴定 （个体生物学水平）,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,检查是否成功,检测目的基因是否转录出了mRNA,检测转基因生物染色
12、体的DNA 上是否插 入了目的基因,检测转基因生物染色体的DNA上是否插了目的基因,过程: A首先取出转基因生物的基因组DNA。 B对含目的基因的DNA片段作放射性同位素标记，以此做探针。 C使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示出杂交带，表明染色体已插入染色体DNA中。,方法:,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。,目的基因的检测示意图,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,过程:用上述探针
13、和转基因生物的mRNA杂交，若出现杂 交带，表明目的基因转录出了mRNA.,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？,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 鉴定：,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
14、用什么方法？叙述培育过程！,练习：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”）,a,a,（）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,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，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答： （1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是_。 （2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因（3）通常采用_技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。 （4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_细胞中特异表达。,显微注射,受精卵,受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因,DNA分子杂交,膀胱上皮,（或早期胚胎）,在相应的组织细胞中表达。,
