高中生物《基因工程的基本操作程序》課件三（28張PPT）（人教版選修3）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 課題二 基因工程的基本操作程序 課題二 基因工程的基本操作程序 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(cè)與鑒定 一 目的基因的獲取 獲取目的基因是實(shí)施基因工程的第一步 可以從自然界中已有的物種中分離出來 也可以用人工的方法合成 目的基因 主要是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 獲取目的基因的方法 從基因文庫(kù)中獲取 基因組文庫(kù) 部分基因文庫(kù) 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 變性 復(fù)性 延伸 通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成 目的基因來源 三 基因操作的基本步驟 步驟一 目的基因的提取 2 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(bǔ)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 單鏈DNA cDNA 雙鏈DNA 即目的基因 反轉(zhuǎn)錄 合成 3 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(cè)出相應(yīng)的信使RNA序列 然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 推測(cè)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(cè) 推測(cè) 目的基因 化學(xué)合成 人工合成基因 合成 蛋白質(zhì)的氨基酸序列 推測(cè) mRNA 推測(cè) 目的基因 結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 目的基因的 mRNA 反轉(zhuǎn)錄 單鏈DNA 雙鏈DNA 合成 反轉(zhuǎn)錄法 人工合成基因 編碼區(qū) 非編碼區(qū) 非編碼區(qū) 原核生物的基因結(jié)構(gòu) 與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn) 啟動(dòng)子與起始密碼終止子與終止密碼 起始密碼 終止密碼 啟動(dòng)子 終止子 真核生物的基因結(jié)構(gòu) 信使RNA 成熟的信使RNA 二 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步 也是基因工程的核心 目的 使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在 并且可以遺傳給下一代 同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 基因表達(dá)載體的組成 目的基因 啟動(dòng)子 終止子 標(biāo)記基因 啟動(dòng)子 一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 位于基因的首端 是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位 終止子 位于基因的尾端 也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來 標(biāo)記基因 為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因 從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來 三 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 轉(zhuǎn)化 目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi) 并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程 1 目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 常用 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 感染雙子葉植物和裸子植物 基因槍法花粉管通道法 2 將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞 顯微注射技術(shù) 3 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 常用大腸桿菌 繁殖快 多為單細(xì)胞 遺傳物質(zhì)相對(duì)較少 大腸桿菌的轉(zhuǎn)化方法 首先用Ca2 處理細(xì)胞 使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài) 這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞 第二步是將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合 在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子 完成轉(zhuǎn)化過程 四 目的基因的檢測(cè)和表達(dá) 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后 是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳性狀 只有通過檢測(cè)與鑒定才能知道 這是檢查基因工程是否成功的一步 首先 要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因 這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵 檢測(cè)方法是采用DNA分子雜交技術(shù) 其次 還需要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA 這是檢測(cè)目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步 檢測(cè)方法是采用DNA分子雜交技術(shù) 最后 檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 檢測(cè)方法是進(jìn)行抗原 抗體雜交 Sourthern雜交 DNA與DNA分子間的雜交 見同步導(dǎo)學(xué)12頁 將受體生物的DNA提取出來 經(jīng)過適當(dāng)?shù)拿盖泻?走電泳 將大小不同的DNA片段分開 將凝膠上的DNA片段轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上 用標(biāo)記了放射性同位素的目的DNA片段作為探針與硝酸纖維素膜上的DNA進(jìn)行雜交 將X光底片壓在硝酸纖維素膜上 在暗處使底片感光 將X光底片沖洗 如果在底片上出現(xiàn)黑色條帶 則表明受體生物染色體DNA上有目的基因 Northern雜交 DNA與RNA分子間的雜交 Western雜交 蛋白質(zhì)分子間的雜交 抗原 抗體 個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定 一個(gè)抗蟲或抗病的目的基因?qū)胫参锛?xì)胞后 是否賦予了植物抗蟲或抗病特性 需要做抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn) 以確定是否具有抗性以及抗性的程度 有的基因工程產(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較 以確定轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的功能活性是否與天然產(chǎn)品相同 1 以下說法正確的是 A 所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列B 質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體C 運(yùn)載體必須具備的條件之一是 具有多個(gè)限制酶切點(diǎn) 以便與外源基因連接D 基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來 C 練習(xí) 2 不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是A 能復(fù)制 B 有多個(gè)限制酶切點(diǎn)C 具有標(biāo)記基因D 它是環(huán)狀DNA D 練習(xí) 3 有關(guān)基因工程的敘述中 錯(cuò)誤的是 A DNA連接酶將黏性末端的堿基對(duì)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(yùn)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) 4 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(shí)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(yùn)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) 5 基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的 在基因操作的基本步驟中 不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是 A 人工合成目的基因B 目的基因與運(yùn)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(cè)和表達(dá) C 練習(xí) 生長(zhǎng)快 肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚 中國(guó) 乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛 阿根廷 轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒 提取目的基因 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測(cè)與鑒定 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