高中生物《基因工程的基本操作程序》課件一（27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 基因工程的基本操作程序 目的基因的獲取 基因表達載體的構建 將目的基因導入受體細胞 操作過程 目的基因的檢測與鑒定 目的基因主要是指 編碼蛋白質的結構基因 目的基因的獲取 即 將需要的基因從供體生物細胞內提取出來 目前被廣泛提取使用的目的基因有 蘇云金桿菌抗蟲基因 植物抗病基因 抗病毒 抗細菌 人胰島素基因等 1 從基因文庫中獲取目的基因 1 什么是基因文庫 2 怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因 獲得目的基因的方法 2 2 利用PCR技術擴增目的基因3 人工合成 含有一種生物的全部基因 含有一種生物的部分基因 根據基因的有關信息 如基因的轉錄產物mRNA 1 用一定的 切割質粒 使其出現(xiàn)一個切口 露出 2 用 切斷目的基因 使其產生 核心 3 將切下的目的基因片段插入質粒的 處 再加入適量 形成了一個重組DNA分子 重組質粒 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 二 基因表達載體的構建 基因表達載體的構建 核心 質粒 DNA分子 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 重組質粒 同一種限制酶 目的基因與運載體的結合過程 實際上是不同來源的基因重組的過程 科學家在培育抗蟲棉時 經過了許多復雜的過程和不懈的努力 才獲得成功 起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因插入載體質粒中 然后導入棉花的受精卵中 結果抗蟲基因在棉花體內沒有表達 然后在插入抗蟲基因的質粒中插入啟動子 抗蟲基因首端 導入棉花受精卵 長成的棉花植株還是沒有抗蟲能力 科學家又在有啟動子 抗蟲基因的質粒中插入終止子 抗蟲基因末端 導入棉花受精卵 結果成長的植株 有了抗蟲能力 資料 基因表達載體的組成 目的 使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在 并且可以遺傳給下一代 同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用 三 將目的基因導入受體細胞 常用的受體細胞 動植物細胞 大腸桿菌 土壤農桿菌 枯草桿菌等 將目的基因導入受體細胞的原理 借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑 轉化 目的基因進入 內 并且在受體細胞內維持 和 的過程 受體細胞 穩(wěn)定 表達 方法 導入植物細胞 導入動物細胞 導入微生物細胞 農桿菌轉化法 基因槍法 花粉管通道法 顯微注射法 感受態(tài)細胞吸收DNA分子 三 將目的基因導入受體細胞 四 目的基因的檢測與鑒定 檢查是否成功 檢測 鑒定 檢測轉基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因 檢測目的基因是否轉錄出了mRNA 檢測目的基因是否翻譯成蛋白質 抗蟲鑒定 抗病鑒定 活性鑒定等 方法 方法 方法 DNA分子雜交 DNA分子雜交 抗原 抗體雜交 PCR技術 聚合酶鏈式反應 原理 前提 條件 PCR擴增儀 DNA雙鏈復制的基本原理 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 DNA的兩條鏈為模板 溫度控制 細胞核 只有DNA的一條鏈 四種核糖核苷酸 RNA聚合酶 ATP A UC GT AG C 細胞核 DNA的兩條鏈 四種脫氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 ATP A TC GT AG C 兩個雙鏈DNA分子 一條單鏈mRNA 邊解旋邊復制 半保留復制 邊解旋邊轉錄 變性 1 目的基因DNA受熱變性 解鏈 2 引物與單鏈互補結合 3 合成鏈在DNA聚合酶作用下進行延伸 利用PCR技術擴增目的基因 PCR技術擴增過程 a DNA變性 90 95 雙鏈DNA模板在熱作用下 斷裂 形成 b 復性 55 60 系統(tǒng)溫度降低 引物與DNA模板結合 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 目的基因的mRNA 單鏈DNA cDNA 雙鏈DNA 即目的基因 反轉錄 合成 1 反轉錄法 以目的基因轉錄成的信使RNA為模板 反轉錄成互補的單鏈DNA 然后在酶的作用下合成雙鏈DNA 從而獲得所需的基因 蛋白質的氨基酸序列 mRNA的核苷酸序列 結構基因的核苷酸序列 目的基因 推測 推測 化學合成 2 根據已知的氨基酸序列合成DNA法 2 微生物作受體細胞原因 將目的基因導入微生物細胞 3 轉化方法 大腸桿菌 繁殖快 多為單細胞 遺傳物質相對少 處理細胞 細胞 表達載體與感受態(tài)細胞混合 細胞吸收DNA分子 Ca2 感受態(tài) 感受態(tài) 1 常用菌 目的基因插入Ti質粒的T DNA上農桿菌導入植物細胞整合到受體細胞的染色體上目的基因的遺傳特性得以維持穩(wěn)定和表達 1 農桿菌特點 易感染雙子葉植物和裸子植物 Ti質粒的T DNA可轉移至受體細胞的染色體上 2 轉化 如果顯示出雜交帶 就表明待測樣品含有目的基因或目的基因已經轉錄 1 下表關于基因工程中有關基因操作的名詞及對應的內容 正確的組合是 2 下列屬于獲取目的基因的方法的是 利用mRNA反轉錄形成 從基因組文庫中提取 從受體細胞中提取 利用PCR技術 利用DNA轉錄 人工合成A B C D 3 細菌的質粒分子帶有一個抗菌素抗性基因 該抗性基因在基因工程中的主要作用是A 提高受體細胞在自然環(huán)境中的耐藥性B 有利于對目的基因是否導入進行檢測C 增加質粒分子的分子量D 便于與外源基因連接4 有關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 重組質粒的形成是在細胞內完成的C 質粒都可作為運載體D 蛋白質的結構可為合成目的基因提供資料 5 哪項不是基因表達載體的組成部分 A 啟動子B 終止密碼C 標記基因D 目的基因6 下列哪項不是將目的基因導入植物細胞的方法 A 基因槍法B 顯微注射法C 農桿菌轉化法D 花粉管通道法 胰島素是治療糖尿病的特效藥 長期以來只能依靠從豬 牛等動物的胰腺中提取 100Kg胰腺只能提取4 5g的胰島素 其產量之低和價格之高可想而知 假如讓你用基因工程的方法使大腸桿菌生產出人的胰島素 想一想 如何設計 嘗試設計 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全