生物《基因工程的基本操作程序》课 件(新人教版选修).ppt

基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 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 　　目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。 　基因操作的基本步骤 一、提取目的基因—— 将需要的基因从供体生物　的细胞内提取出来。 供体生物细胞 取出DNA 用限制酶剪去多余部分 目的基因 限制酶 获得目的基因的方法 1. 从基因文库中获取目的基因 什么是基因文库？ 什么是部分基因文库？ 怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？ 目的基因的有关信息与什么相联系？ mRNA RNA－DNA杂合双链 单链DNA 双链DNA RNA病毒逆转录的过程 逆转录酶 DNA聚合酶 原核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 调控遗传信息的表达 (调控序列) 转录RNA (编码序列) 　为什么cDNA文库中不含启动子、内含子？ 编码区 非编码区 非编码区 外显子 (能编码蛋白质) 启动子 内含子 (不能编码蛋白质) 真核细胞的基因结构 上游 终止子 下游 　真核细胞的一个基因的编码区转录出mRNA前体， 需把其中的内含子切除，外显子拼接成成熟mRNA。 (结构基因) 2.人工合成基因法——PCR扩增技术 获得目的基因的方法 PCR (polymerase chain reaction) ——聚合酶链式反应 是一项再生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过此技术，可获取大量的目的基因。 PCR技术 原理： 前提： 条件: 过程： 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，以便根据这一序列合成引物。 目的基因DNA受热变性，解链； 引物与单链互补结合； 合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸。 DNA模板、引物、热稳定DNA 聚合酶和4种脱氧核苷酸。 DNA复制 PCR技术 区别 解旋方式 解旋酶催化 DNA在高温作用下变性解旋 场所 细胞内(主要在细胞核内) 细胞外(主要在PCR扩增仪内) 酶 DNA解旋酶、普通的DNA聚合酶等 耐热的DNA聚合酶(Taq聚合酶) 温度条件 细胞内温和条件 需控制温度，在较高温度下进行 合成的对象 DNA分子 DNA片段或基因 联系 ①模板：均需要脱氧核苷酸链作为模板进行物质合成 ②原料：均为四种脱氧核苷酸 ③酶：均需要DNA聚合酶进行催化 ④引物：均需要引物，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 二、基因表达载体的构建——基因工程的核心 　基因操作的基本步骤 目的： 所需组分： 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。 它们各自的作用是什么? 三、将目的基因导入受体细胞——转化 　基因操作的基本步骤 基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。 用人工的方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。 目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。 将目的基因导入各类细胞的方法 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 显微注射技术 感受态细胞吸收DNA分子 农杆菌转化法 你能说说农杆菌转化法的大概过程吗？ 根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理，你能分析出农杆菌不能将目的基因导入单子叶植物的原因吗？ 如果想将一个抗病基因导入单子叶植物，理论上你认为该怎么做？ 花粉管通道法 适用于 被子植物 显微注射技术 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 四、目的基因的检测与鉴定 检测转基因生物是否插入了目的基因 检测目的基因是否转录出mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质 　基因操作的基本步骤 分子杂交技术 接种实验 抗原－抗体杂交法 DNA-RNA分子杂交法 DNA分子杂交法 受体是否具有转基因特征 个体水平 目的基因是否翻译 目的基因是否转录 目的基因是否导入 分子水平 方法 检测对象