高二生物選修四基因工程課件

高二生物選修四基因工程課件第一頁，共二十九頁，2022年，8月28日原核細胞的基因結構非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游與RNA聚合酶結合位點啟動子終止子編碼區(qū)：能轉錄，編碼蛋白質非編碼區(qū)：不編碼蛋白質,能調控遺傳信息表達2023/3/82第二頁，共二十九頁，2022年，8月28日真核細胞的基因結構編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游內含子外顯子與RNA聚合酶結合位點編碼區(qū)：非編碼區(qū)：外顯子：內含子：能編碼蛋白質的序列不能編碼蛋白質的序列2023/3/83第三頁，共二十九頁，2022年，8月28日非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)RNA聚合酶結合位點外顯子內含子終止子啟動子原核真核基因的結構2023/3/84第四頁，共二十九頁，2022年，8月28日原核細胞真核細胞不同點編碼區(qū)是_____的編碼區(qū)是間隔的、_____的相同點都由能夠編碼蛋白質的______和具有調控作用的______區(qū)組成的原核細胞與真核細胞的基因結構比較思考編碼相同數目氨基酸的蛋白質，原核細胞與真核細胞基因結構一樣長嗎？連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)非編碼2023/3/85山西省孝義市第二中學第五頁，共二十九頁，2022年，8月28日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2023/3/86第六頁，共二十九頁，2022年，8月28日目的基因主要是指______________________編碼蛋白質的基因目的基因的獲取供體生物細胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因即：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。也可以是一些具有調控作用的因子2023/3/87第七頁，共二十九頁，2022年，8月28日獲得目的基因的方法

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？種類：基因組文庫：部分基因文庫：(如cDNA文庫)基因的核苷酸序列等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第八頁，共二十九頁，2022年，8月28日2.基因文庫的構建方法①鳥槍法：供體細胞中的DNA許多DNA片段運載體限制酶與載體連接載入受體細胞產生特定性狀導入外源DNA擴增目的基因分離(直接分離法)(一)從基因文庫中獲取目的基因第九頁，共二十九頁，2022年，8月28日（一）基因文庫的構建（每個受體菌含有一段不同的DNA片段）（2）cDNA文庫的構建——mRNA反轉錄形成與載體連接導入受體菌群mRNA逆轉錄酶雜交雙鏈核酸酶H單鏈DNADNA聚合酶雙鏈DNA(cDNA)該生物cDNA文庫第十頁，共二十九頁，2022年，8月28日1、概念：PCR全稱為_______________，是一項在生物____復制___________的核酸合成技術通過這項技術可在短時間內大量擴增目的基因

因為整個過程是在體外進行，所以又叫做體外DNA擴增技術。聚合酶鏈式反應體外特定DNA片段2、原理：DNA復制（二）利用PCR技術擴增目的基因第十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日四種脫氧核苷酸(dNTP)

一對引物：熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶）模板DNA(需含有目的基因)

4、條件：一對寡核苷酸序列：與目的基因的起始段互補一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物3、前提：溫度控制第十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日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TaqDNA聚合酶的作用下，從引物的______________________延伸，合成與模板互補的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈5′端→3′端第十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日（三）通過DNA合成儀用化學方法人工合成DNA合成儀蛋白質的氨基酸順序mRAN核苷酸序列基因DNA的核苷酸序列目的基因推測推測合成

當基因比較小、蛋白質的氨基酸序列可以測得或核苷酸序列已知時，可采用此種方法。DNA合成儀第十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日1.用一定的_________切割

質粒，使其出現一個切

口，露出____________。2.用_____________切斷目

的基因，使其產生_________________?！诵?.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2023/3/815第十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日質粒DNA分子限制酶處理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）——核心同一種(二)基因表達載體的構建4.過程:2023/3/816第十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日

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?？茖W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:第十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日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。a、目的基因b、啟動子c、終止子d、標記基因2023/3/818第十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日2、基因表達載體的組成：復制原點+目的基因+啟動子+終止子+標記基因它們各自的作用是什么?第十九頁，共二十九頁，2022年，8月28日啟動子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片斷，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得蛋白質終止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片斷，能終止mRNA的轉錄標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將有目的基因的細胞篩選出來第二十頁，共二十九頁，2022年，8月28日①載體與表達載體的區(qū)別：二者都有標記基因和復制原點兩部分DNA片段。表達載體在載體基礎上增加了目的基因、啟動子、終止子三部分結構②用到的工具酶：既用到限制酶切割載體，又用到DNA連接酶將目的基因和載體拼接，兩種酶作用的化學鍵都是磷酸二酯鍵③啟動子、終止子對于目的基因表達必不可少④目的基因不能單獨進入受體細胞，必需以表達載體的方式攜帶進去。注意第二十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日三、將目的基因導入受體細胞（一）轉化：（二）方法將目的基因導入植物細胞將目的基因導入動物細胞將目的基因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)定表達第二十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日1、將目的基因導入植物細胞的方法：（1）農桿菌轉化法

①農桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數單子葉植物沒有感染能力②原理：Ti質粒上的T---DNA可以轉移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上。第二十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日③過程：④優(yōu)點第二十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日（2）基因槍法（3）花粉管通道法第二十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日2、將目的基因導入動物細胞①方法：顯微注射法②程序：目的基因表達載體提純取卵（受精卵）顯微注射受精卵新性狀動物第二十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日3、將目的基因導入微生物細胞①原核生物特點：繁殖快、單細胞、遺傳物質少②方法：

用Ca2+處理細胞感受態(tài)細胞表達載體與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA分子第二十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日四、目的基因的檢測與鑒定——檢查