高中生物《基因工程的基本操作程序》課件十一（29張PPT）（人教版選修3）

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歡迎進入生物課堂 1 2基因工程的基本操作程序 補 原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 非編碼區(qū) 非編碼區(qū) 編碼區(qū) 編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 與RNA聚合酶結(jié)合位點 啟動子 終止子 RNA聚合酶能夠識別調(diào)控序列中的結(jié)合位點 并與其結(jié)合 轉(zhuǎn)錄開始后 RNA聚合酶沿DNA分子移動 并以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA 轉(zhuǎn)錄完畢后 RNA鏈釋放出來 緊接著RNA聚合酶也從DNA模板鏈上脫落下來 不能轉(zhuǎn)錄為信使RNA 不能編碼蛋白質(zhì) 能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使RNA 能編碼蛋白質(zhì) 編碼區(qū) 非編碼區(qū) 原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列 在該序列中 最重要的是位于編碼區(qū)上游的RNA聚合酶結(jié)合位點 啟動子 補 真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 編碼區(qū) 與RNA聚合酶結(jié)合位點 內(nèi)含子 外顯子 能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子 不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子 啟動子 終止子 編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 內(nèi)含子 外顯子 真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 編碼區(qū) 非編碼區(qū) 外顯子 能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子 不能編碼蛋白質(zhì)的序列 有調(diào)控作用的核苷酸序列 包括位于編碼區(qū)上游的RNA聚合酶結(jié)合位點 非編碼序列 包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較 思考 編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質(zhì) 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)一樣長嗎 連續(xù) 不連續(xù) 編碼區(qū) 非編碼 基因工程基本操作的四個步驟 1 目的基因的獲取 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4 目的基因的檢測與鑒定 一 目的基因的獲取 1 目的基因主要是指 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 請舉出三個以上的例子 2 獲取目的基因的常用方法有哪些 1 從基因文庫中獲取 2 利用PCR技術(shù)擴增 3 人工合成 請閱讀P9第一和二兩段 一 從基因文庫中獲取目的基因 將含有某種生物不同基因的許多DNA片斷 導(dǎo)入到受體菌的群體中 各個受體菌分別含有這種生物的不同基因 稱為基因文庫 1 基因文庫 基因組文庫與部分基因文庫的關(guān)系 怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因呢 鳥槍法 供體細(xì)胞中的DNA 許多DNA片段 運載體 限制酶 分別與運載體連接 受體細(xì)胞 產(chǎn)生特定性狀 分別導(dǎo)入 外源DNA擴增 目的基因 分離 直接分離法 一 從基因文庫中獲取目的基因 2 構(gòu)建基因文庫 反轉(zhuǎn)錄法 以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板 反轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA 然后在酶的作用下合成雙鏈DNA 從而獲得所需的基因 目的基因的mRNA 雜交雙鏈 單鏈RNA 單鏈DNA 單鏈DNA 反轉(zhuǎn)錄酶 核酸酶H DNA聚合酶 雙鏈DNA 目的基因 根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法 根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列 推測出相應(yīng)的信使RNA序列 然后按照堿基互補配對原則 推測出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 再通過化學(xué)方法 以單核苷酸為原料合成目的基因 蛋白質(zhì)的氨基酸序列 mRNA的核苷酸序列 結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 推測 推測 目的基因 化學(xué)合成 上述三種目的基因提取的方法有何優(yōu)缺點 操作簡便廣泛使用 工作量大 盲目 分離出來的有時并非一個基因 專一性強 操作過程麻煩 mRNA很不穩(wěn)定 要求的技術(shù)條件較高 專一性最強 僅限于合成核苷酸對較少的簡單基因 概念 PCR全稱為 是一項在生物 復(fù)制 的核酸合成技術(shù) 條件 前提條件 原理 方式 以 方式擴增 即 n為擴增循環(huán)的次數(shù) 結(jié)果 選修1P60 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 體外 特定DNA片段 DNA復(fù)制 一段已知目的基因的核苷酸序列 四種脫氧核苷酸 一對引物 熱穩(wěn)定DNA聚合酶 Taq酶 指數(shù) 2n 使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增 二 利用PCR技術(shù)擴增目的基因 過程 a DNA變性 90 95 雙鏈DNA模板在熱作用下 斷裂 形成 b 退火 復(fù)性55 60 系統(tǒng)溫度降低 引物與DNA模板結(jié)合 形成局部 c 延伸 70 75 在Taq酶的作用下 從引物的5 端 3 端延伸 合成與模板互補的 氫鍵 單鏈DNA 雙鏈 DNA鏈 利用PCR技術(shù)擴增 1 用一定的 切割質(zhì)粒 使其出現(xiàn)一個切口 露出 2 用 切斷目的基因 使其產(chǎn)生 二 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 核心 3 將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的 處 再加入適量 形成了一個重組DNA分子 重組質(zhì)粒 限制酶 黏性末端 同一種限制酶 的黏性末端 切口 DNA連接酶 相同 質(zhì)粒 DNA分子 限制酶處理 一個切口兩個黏性末端 兩個切口獲得目的基因 DNA連接酶 重組DNA分子 重組質(zhì)粒 同一種 4 過程 二 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 5 基因表達(dá)載體的組成 復(fù)制原點 啟動子 目的基因 終止子 標(biāo)記基因 它們有什么作用 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 轉(zhuǎn)化 方法 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 基因槍法 花粉管通道法 顯微注射法 感受態(tài)細(xì)胞 目的基因進入 內(nèi) 并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持 和 的過程 受體細(xì)胞 穩(wěn)定 表達(dá) 1 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 1 農(nóng)桿菌介紹 2 原理及適用范圍 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 2 將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞 1 方法 顯微注射法 2 程序 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 3 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 1 思考 為什么選用微生物作為受體細(xì)胞 2 方法 四 目的基因的檢測與鑒定 檢查是否成功 檢測 鑒定 檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA 檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 抗蟲鑒定 抗病鑒定 活性鑒定等 方法 方法 方法 DNA分子雜交 分子雜交 注意與上不同之處 抗原抗體雜交 DNA分子雜交示意圖 采用一定的技術(shù)手段 將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起 如果這兩個單鏈具有互補的堿基序列 那么 互補的堿基序列就會結(jié)合在一起 形成雜合雙鏈區(qū) 在沒有互補堿基序列的部位 仍然是兩條游離的單鏈 P15思考與探究 1 有關(guān)基因工程的敘述中 錯誤的是 A DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來B 限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得C 目的基因須由運載體導(dǎo)入受體細(xì)胞D 人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶 A 練習(xí) 2 有關(guān)基因工程的敘述正確的是 A 限制酶只在獲得目的基因時才用B 重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C 質(zhì)粒都可作為運載體D 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料 D 練習(xí) 3 基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計施工的 在基因操作的基本步驟中 不進行堿基互補配對的步驟是 A 人工合成目的基因B 目的基因與運載體結(jié)合C 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D 目的基因的檢測和表達(dá) C 練習(xí) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全