八年级生物基因工程课件2.ppt

第三节 ?知识要点： 1．? 知道基因工程的概念 2．? 知道基因操作的工具和基本步骤 3. 知道基因工程所取得的成果和发展前景 基因工程简介 ２．基因操作的工具 相关考题： 调控系统基因 原核细胞的基因结构 (1)由成百上千个核苷酸对组成 (2)包括:编码区 -------能转录相应的信使RNA,指导蛋白质合成 非编码区 不能转录为信使RNA,不能编码蛋白质 有调控遗传信息表达的核苷酸序列 最重要的是有位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点 真核细胞的基因结构 非编码区:有调控作用的核苷酸序列,包括位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点. 编码区:特点-----间隔的\不连续 包括 外显子----能编码蛋白质的序列 内含子----不能编码蛋白质的序列 * 基因工程简介 实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素 操作步骤：将人的胰岛素基因转移到大肠杆菌中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的胰岛素基因，从而获得人的胰岛素。 通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。 人类需要的基因产物 结果 “剪切”“拼接”“导入”“表达” 基本过程 DNA分子水平 操作水平 基因 操作对象 生物体外 操作环境 基因拼接技术或DNA重组技术 基因工程名称 １. 基因工程的概念 这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 问题1 怎样获得人的胰岛素基因？ ——目的基因的提取 问题2 怎样将目的基因导入到受体细胞中？ ——目的基因与运载体结合 问题3 怎样将重组质粒导入到受体细胞中？ ——将目的基因导入到受体细胞 问题4 目的基因是否在受体细胞中表达？ ——目的基因的检测和表达 （1）基因的剪刀——限制性内切酶 存在：主要存在于微生物 作用与特性：一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的内切点切割DNA分子。 种类：200多种 （2）基因的针线——DNA连接酶 两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。 目前常用的两类运载体 一类是细菌的质粒，它是细菌染色体DNA以外的小型环状DNA(一般有1-200kb，kb为千碱基对)，有的细菌只有一个，有的细菌有多个 第一类是噬菌体和某些病毒的DNA。 一般来说，天然运载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的运载体进行人工改建。 （3）基因的运载工具——运载体 使用运载体的目的 一是用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去 运载体应具备的三个条件 (1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 ——含复制起始点 (2)有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 ——克隆位点 (3)具有某些标记基因，以便进行筛选 质粒是否导入 目的基因是否插入 实验：模拟重组DNA 获取目的基因的方法 目前，复杂的尚不知核苷酸序列的基因不能合成 专一性最强，目的基因不含内含子，可合成自然界不存在的基因 据推测出的核苷酸序列，通过化学方法合成 由氨基酸序列合成 操作过程麻烦。mRNA生存时间短，技术要求高 专一性强，目的基因中不含内含子 反转录法 人工合成法 工作量大，有盲目性，目的基因含有不表达的内含子 操作 简便 直接分离法（鸟枪法） 缺 点 优 点 过 程 mRNA 单链 DNA 逆转录 双链 DNA 合成 DNA片段扩增 供体细胞中DNA 限制性酶 运载体 DNA片段 不同受体细胞 目的基因细胞 目的基因 找出 提取目的基因 直接分离基因：鸟枪法 ３ 基因工程基本操作步骤 目的基因与运载体结合 目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达 人工合成基因 反转录法 据已知的氨基酸序列合成DNA 同一种限制性内切酶切割质粒和目的基