人教版教学课件基因工程的基本操作程序.pptVIP

**********************基因工程的基本操作程序人教版生物必修二，基因工程的基本操作程序讲解。本节内容介绍基因工程的基本操作程序，从基因的获取到目的基因的表达，详细讲解每个步骤的原理和技术要点。什么是基因工程？基因改造基因工程是一种直接对生物体基因进行改造的技术。它可以改变生物体的遗传特性，进而改变生物体的性状。重组DNA通过将外源基因导入生物体，构建重组DNA分子，从而实现对生物体的遗传改造。应用领域基因工程在医学、农业、工业等领域具有广泛的应用前景，可以用于治疗疾病、改良农作物、生产生物制品等。基因工程的意义和应用11.医学应用基因工程在疾病治疗方面发挥重要作用，如治疗遗传病、研制新药和疫苗。22.农业应用提高农作物产量和品质，培育抗病虫害、耐旱、高产的农作物新品种。33.工业应用利用基因工程生产工业原料、生物能源、环境污染治理等方面。44.社会应用基因工程在食品安全、环境保护、公共卫生等方面发挥着重要作用。DNA的基本结构和功能脱氧核糖核酸（DNA）是生物体遗传信息的载体。DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成双螺旋结构。每个脱氧核苷酸由脱氧核糖、磷酸基团和碱基组成。碱基包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)，碱基配对规律是A与T配对，G与C配对。DNA的主要功能是储存和传递遗传信息，指导蛋白质的合成，从而决定生物体的性状。DNA分子复制和转录的机理1复制DNA双螺旋解旋，以其中一条链为模板，合成新的互补链，形成两个新的DNA分子。2转录DNA的一部分作为模板，合成RNA，其序列与DNA模板链互补。3翻译RNA作为模板，合成蛋白质，其序列由RNA的密码子决定。DNA复制和转录是基因表达的两个关键步骤。复制保证了遗传信息的准确传递，转录将遗传信息从DNA转录到RNA，为蛋白质合成提供模板。DNA的切割和连接DNA切割和连接是基因工程的核心技术。通过限制性内切酶将DNA切割成特定片段，再利用DNA连接酶将不同来源的DNA片段连接起来，最终构建重组DNA分子。1重组DNA分子将目的基因与载体连接2DNA连接使用DNA连接酶3DNA切割使用限制性内切酶限制性内切酶的作用识别特定序列限制性内切酶可以识别特定的DNA序列，通常是4-8个碱基对。例如，EcoRI酶识别序列GAATTC，并在此序列处切割DNA分子。切割DNA分子一旦识别到特定的序列，限制性内切酶就会在该序列的特定位置切割DNA分子。切割方式可以是平末端切割或粘性末端切割，这取决于酶的特性。DNA连接酶的作用连接断裂的DNA片段DNA连接酶能催化双链DNA片段之间的磷酸二酯键的形成，连接断裂的DNA片段，形成完整的DNA分子。连接限制性内切酶切割后的DNA末端限制性内切酶切割DNA后，会在DNA分子上留下粘性末端或平末端，DNA连接酶可以连接这些末端，形成重组DNA分子。参与DNA复制过程在DNA复制过程中，DNA连接酶将冈崎片段连接起来，形成完整的DNA链。重组DNA分子的形成1限制性内切酶切割限制性内切酶识别并切割DNA片段，产生具有粘性末端的DNA片段。2DNA连接酶连接DNA连接酶催化两个具有粘性末端的DNA片段连接，形成重组DNA分子。3载体与目的基因连接目的基因与载体（例如质粒）连接，形成重组DNA分子，即含有目的基因的载体。大肠杆菌接受重组质粒感受态细胞大肠杆菌细胞需要经过特殊处理，使其能够吸收外源DNA。热激处理将感受态细胞与重组质粒混合，在冰浴中混合，然后在42℃热激处理，促进重组质粒进入细胞。恢复培养热激处理后，将细胞转移到含有抗生素的培养基中，只有含有重组质粒的细胞能够存活。筛选通过培养基筛选出含有重组质粒的大肠杆菌，这些细菌会携带并表达外源基因。重组质粒在大肠杆菌中的复制进入宿主细胞重组质粒通过转化过程进入大肠杆菌细胞，并与宿主染色体独立存在。复制质粒上的复制起始位点（ori）被大肠杆菌的复制酶识别，启动质粒自身的复制，产生新的质粒分子。分配在细胞分裂时，每个子细胞都获得一个或多个复制后的重组质粒，确保每个子细胞都包含该基因。重组细菌的筛选1选择培养基筛选利用基因工程构建的载体通常带有抗生素抗性基因，因此，将重组细菌接种到含有相应抗生素的培养基上，只有含有重组质粒的细菌才能存活并生长。2蓝白斑筛选利用载体上的lacZ基因和X-gal试剂，筛选出含有目的基因的重组细菌。重组细菌菌落呈白色，而没有目的基因的菌落呈蓝色。3PCR检测使用PC