基因工程的步驟好有真原核基因區(qū)別

基因工程的步驟好有真原核基因區(qū)別第1頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一知識(shí)點(diǎn)一：1．原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因首端是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位并能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。沒有啟動(dòng)子，基因就不能轉(zhuǎn)錄。終止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片斷，它能阻礙RNA聚合酶的移動(dòng)，并使其從DNA模板鏈上脫離下來(lái)，使轉(zhuǎn)錄終止。第2頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一①不能轉(zhuǎn)錄為信使RNA，不能編碼蛋白質(zhì)。：能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使RNA，能編碼蛋白質(zhì)編碼區(qū)非編碼區(qū)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)②有調(diào)控序列，最重要的是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游啟動(dòng)子終止子第3頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)內(nèi)含子外顯子啟動(dòng)子終止子知識(shí)點(diǎn)一：2．真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)外顯子：能編碼蛋白質(zhì)內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列與原核細(xì)胞相同非編碼序列：包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子第4頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一原核細(xì)胞真核細(xì)胞不同點(diǎn)編碼區(qū)是_____的編碼區(qū)是間隔的、_____的相同點(diǎn)都由能夠編碼蛋白質(zhì)的______和具有調(diào)控作用的______區(qū)組成的原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較思考編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質(zhì)，原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)一樣長(zhǎng)嗎？連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)非編碼第5頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．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)與鑒定基因工程基本操作的四個(gè)步驟第6頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一目的基因的獲取閱讀課本第一自然段，回答以下問(wèn)題：2．獲取目的基因的常用方法有哪些？（1）從基因文庫(kù)中獲?。?）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增（3）人工合成1．什么叫目的基因？并舉例說(shuō)明。主要是編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子第7頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）從基因文庫(kù)中獲取目的基因1.基因文庫(kù)：概念見課本2.基因文庫(kù)的分類:按外源DNA片段的來(lái)源分類種類基因組文庫(kù)：含有一種生物的全部基因部分基因文庫(kù)：只包含了一種生物的部分基因，如：cDNA文庫(kù)3.基因文庫(kù)的目的為了在不知目的基因序列的情況下，便于獲得所需的目的基因。第8頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一提取某種生物的全部DNA用適當(dāng)?shù)南拗泼盖幸欢ù笮〉腄NA片段將DNA片段與載體連接導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存基因組文庫(kù)4.基因文庫(kù)的構(gòu)建方法（1）直接分離法第9頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一單鏈互補(bǔ)DNA雙鏈cDNA片段導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存與載體連接cDNA文庫(kù)反（逆）轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶（2）反轉(zhuǎn)錄法：cDNA的合成流程圖解某種生物的單鏈mRNA第10頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一思考：１．基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)（如cDNA）的關(guān)系？2．基因組文庫(kù)和cDNA文庫(kù)的比較3．如何從基因文庫(kù)中得到所需要的目的基因？文庫(kù)類型cDNA文庫(kù)基因組文庫(kù)文庫(kù)大小基因中啟動(dòng)子有無(wú)基因中內(nèi)含子有無(wú)基因多少物種間的基因交流小大無(wú)有無(wú)有某種生物的部分基因某種生物的全部基因可以部分基因可以第11頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2．利用PCR擴(kuò)增目的基因（閱讀課本第10頁(yè)回答問(wèn)題）（1）RCR的中文全稱？PCR是一項(xiàng)什么樣的技術(shù)？（2）PCR原理？利用這一技術(shù)獲取目的基因的前提？（3）PCR的過(guò)程？這一過(guò)程利用了什么酶？（4）通過(guò)PCR使目的基因的數(shù)目如何增長(zhǎng)？第12頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)條件：原理：方式：以_____方式擴(kuò)增，即___（n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)）結(jié)果：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段DNA復(fù)制四種脫氧核苷酸熱穩(wěn)定DNA聚合酶指數(shù)2n在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列一對(duì)引物、模板DNA（含目的基因）第13頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一過(guò)程：A．DNA變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，_____斷裂，形成___________B．退火（復(fù)性55℃-65℃）：系統(tǒng)溫度降低，

引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。C．延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈第14頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5/3/G—GT—C3/5/A—GC—C5/3/引物ⅡG—G變性復(fù)性延伸1．變性(90－－95℃)：目的基因DNA受熱變性，解鏈為單鏈；2．復(fù)性（55－－60℃）：引物與兩條單鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合；3．延伸（70－－75℃）：在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為原料，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補(bǔ)的DNA鏈5/3/A—G引物Ⅰ（二)利用PC(R技術(shù)擴(kuò)增目的基因第15頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一PCR技術(shù)擴(kuò)增與DNA復(fù)制的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原料條件不同點(diǎn)解旋方式場(chǎng)所酶結(jié)果四種脫氧核苷酸模板、能量、酶DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化體外復(fù)制細(xì)胞核內(nèi)熱穩(wěn)定的DNA聚合酶細(xì)胞內(nèi)的DNA聚合酶大量的DNA片段形成整個(gè)DNA分子第16頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(二)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因第17頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一目的基因的mRNA單鏈DNA(cDNA）雙鏈DNA(即目的基因)反轉(zhuǎn)錄合成1．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。蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列目的基因推測(cè)推測(cè)化學(xué)合成2．根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法：（三）人工合成的目的基因第18頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第19頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一小結(jié)目的基因的獲取目的基因的定義常用方法從基因文庫(kù)中獲取利用PCR技術(shù)擴(kuò)增人工合成基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)原理、條件方式、結(jié)果過(guò)程第20頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心1．如何構(gòu)建基因表達(dá)載體？2．基因表達(dá)載體構(gòu)建的目的？3．基因表達(dá)載體的組成？4．啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因的作用分別是？讀教材回答以下問(wèn)題第21頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.用一定的_________切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切口，露出2.用_____________切斷目的基因，使其產(chǎn)生——核心3.將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的______處，再加入適量___________，形成了一個(gè)重組DNA分子（重組質(zhì)粒）限制酶黏性末端／平末端同一種限制酶切口DNA連接酶二．基因表達(dá)載體的構(gòu)建相同的黏末端／平末端。第22頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一基因表達(dá)載體的組成：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(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。目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因目的：第23頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一啟動(dòng)子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片斷，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得蛋白質(zhì)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(zhuǎn)錄標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)第24頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一通讀教材回答問(wèn)題1．轉(zhuǎn)化的概念2．將目的基因?qū)胫参?、?dòng)物、微生物細(xì)胞的方法分別有哪些？三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第25頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（一）轉(zhuǎn)化：（二）方法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——感受態(tài)細(xì)胞目的基因進(jìn)入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____的過(guò)程受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)第26頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法：（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

①農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染雙子葉植物和裸子植物，對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。②原理：Ti質(zhì)粒上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。第27頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一仔細(xì)閱讀課本將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞（1）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是？（2）農(nóng)桿菌如何感染植物細(xì)胞？（3）農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒中Ｔ－ＤＮＡ有何特點(diǎn)？（4）若用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法應(yīng)選用什么作為運(yùn)載體？將目的基因插入運(yùn)載體的什么部位？此時(shí)的農(nóng)桿菌是受體細(xì)胞嗎？（5）獲得含有目的基因的受體細(xì)胞后如何獲得具有新性狀的植物體？原理？（6）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法分別適用于什么生物？第28頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一③過(guò)程：④優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、有效將外源目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中形成重組Ti質(zhì)粒將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌使含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞含目的基因的植物細(xì)胞表現(xiàn)出新性狀的植株第29頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）基因槍法（3）花粉管通道法第30頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2．將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞①方法：顯微注射法②程序：目的基因表達(dá)載體提純?nèi)÷眩ㄊ芫眩╋@微注射受精卵新性狀動(dòng)物第31頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3．將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞閱讀課本：早期基因工程為何選擇原核生物作為受體細(xì)胞？方法？①原核生物特點(diǎn)：繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少②方法：

用Ca2+處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子第32頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．獲取目的基因的常用方法、PCR技術(shù)的原理、條件、過(guò)程、方式、結(jié)果。2．人工合成目的基因的方法及過(guò)程。3．構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的、基因表達(dá)載體的組成及各組成部分的作用。4．基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程？將目的基因?qū)胫参?、?dòng)物、微生物細(xì)胞的方法分別是什么？5．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理（即Ti質(zhì)粒的T-DNA的作用特點(diǎn)）、適用范圍。6．?dāng)⑹鲇棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過(guò)程。復(fù)習(xí)（15分鐘后黑板展示）第33頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一閱讀課本：目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因檢測(cè)的過(guò)程分為哪幾步？分別用什么方法？鑒定（個(gè)體生物學(xué)水平）方法？第34頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四、目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)—（分子檢測(cè)）鑒定——（個(gè)體生物學(xué)水平）③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等——檢查是否成功②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因第35頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插了目的基因過(guò)程:A．首先取出轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA。B．對(duì)含目的基因的DNA片段作放射性同位素標(biāo)記，以此做探針。C．使探針和轉(zhuǎn)基因生物的基因組雜交,若顯示出雜交帶，表明染色體已插入染色體DNA中。方法:DNA分子雜交第36頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第37頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一DNA分子雜交示意圖采用一定的技術(shù)手段，將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個(gè)單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列，那么，互補(bǔ)的堿基序列就會(huì)結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補(bǔ)堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。第38頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一目的基因的檢測(cè)示意圖第39頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)方法:分子雜交方法:抗原－抗體雜交過(guò)程:用上述探針和轉(zhuǎn)基因生物的mRNA雜交，若出現(xiàn)雜交帶，表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA.第40頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一鑒定——抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說(shuō)明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達(dá)。如蟲吃后中毒死亡，則說(shuō)明攝入了抗蟲基因并得到表達(dá)。思考：若培育耐鹽堿的水稻，如何鑒定？第41頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一歸納：基因工程的基本操作程序獲取目的基因從基因文庫(kù)利用PCR化學(xué)方法人工合成構(gòu)建基因表達(dá)載體目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化