高中生物《基因工程》課件 浙教版選修三第二節(jié).ppt

第二節(jié) 2008 7 25 基因工程的原理和技術(shù) 基因工程的基本操作步驟 1 獲得目的基因2 形成重組dna分子3 將重組dna分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4 篩選含有目的基因的受體細(xì)胞5 目的基因的表達(dá) 一 獲得目的基因 從基因文庫(kù)中尋找 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) pcr 擴(kuò)增 化學(xué)合成法 目的基因的核苷酸序列未知 目的基因的核苷酸序列已知 基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù) 基因組dna文庫(kù) cdna文庫(kù) 基因組dna文庫(kù)與cdna文庫(kù)的比較 基因文庫(kù)中不是直接保管相應(yīng)基因 而是保存受體菌 菌中含基因 利用pcr提取目的基因 pcr 是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定dna片段的核酸合成技術(shù) 原理 dna雙鏈復(fù)制原料 模板dna dna引物 四種脫氧核苷酸 熱穩(wěn)定dna聚合酶 taq酶 離子 pcr的基本原理 類似于dna的體內(nèi)復(fù)制 首先待擴(kuò)增dna 模板加熱變性解鏈 隨之將反應(yīng)混合物冷卻至某一溫度 這一溫度可使引物與它的靶序列發(fā)生退火 再將溫度升高使退火引物在dna聚合酶作用下得以延伸 這種熱變性 復(fù)性 延伸的過(guò)程就是一個(gè)pcr循環(huán) pcr就是在合適條件下的這種循環(huán)的不斷重復(fù) 前提 已知目的基因的脫氧核苷酸序列方法 dna受熱變性解旋為單鏈 冷卻后dna引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合 dna聚合酶作用下延伸合成互補(bǔ)鏈 指數(shù)增長(zhǎng) 歸納 taqdna聚合酶 thermusaquaticus 酶活性 溫度 405060708090100 10080604020 72 94 55 pcr循環(huán) pcr反應(yīng) pcr反應(yīng)條件pcr過(guò)程pcr的特點(diǎn) 重復(fù)1 3步25 30輪 目的dna片段擴(kuò)增100萬(wàn)倍以上 dna雙螺旋 dna單鏈與引物復(fù)性 dna變性形成2條單鏈 子鏈延伸dna加倍 模板dna pcr的基本原理 pcr反應(yīng)條件pcr過(guò)程pcr的特點(diǎn) 引物1 引物2 pcr的基本原理 pcr反應(yīng)條件pcr過(guò)程pcr的特點(diǎn) 引物1 引物2 taq酶 taq酶 pcr的基本原理 pcr反應(yīng)條件pcr過(guò)程pcr的特點(diǎn) 第1輪結(jié)束 第2輪開(kāi)始 pcr的基本原理 pcr反應(yīng)條件pcr過(guò)程pcr的特點(diǎn) taq taq taq taq pcr的基本原理 pcr反應(yīng)條件pcr過(guò)程pcr的特點(diǎn) 第2輪結(jié)束 pcr的基本原理 pcr反應(yīng)條件pcr過(guò)程pcr的特點(diǎn) 模板dna 第1輪擴(kuò)增 第2輪擴(kuò)增 第3輪擴(kuò)增 第4輪擴(kuò)增 第5輪擴(kuò)增 第6輪擴(kuò)增 理想拷貝數(shù) 2nn循環(huán)次數(shù)實(shí)際拷貝數(shù) 1 x nx平均效率 約為0 85n循環(huán)次數(shù) 從基因文庫(kù)中獲取利用pcr技術(shù)擴(kuò)增利用化學(xué)方法人工合成 歸納 獲取目的基因的方法 2構(gòu)建載體 形成重組dna分子 方法 同種限制酶分別切割載體和目的基因 再用dna連接酶把兩者連接 將重組dna分子導(dǎo)入受體細(xì)胞 導(dǎo)入植物細(xì)胞 補(bǔ)充歸納導(dǎo)入方法 重組dna分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌 再讓農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法 導(dǎo)入動(dòng)物的方法 將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞 顯微注射法 將基因表達(dá)載體提純 用顯微儀注射到受精卵中 導(dǎo)入微生物 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 4檢測(cè)和鑒定 ca2 處理受體細(xì)胞成為感受態(tài)細(xì)胞 再進(jìn)行混合 篩選含有目的基因的受體細(xì)胞目的基因的表達(dá) 檢測(cè) 是否插入目的基因是否轉(zhuǎn)錄是否翻譯鑒定 功能活性鑒定抗性鑒定 分別提取什么進(jìn)行檢測(cè) dna 附著在膜上 硝化纖維素 加探針 報(bào)告基因 含熒光素分子 變性 dna雜交 如檢測(cè)sars病毒等 a b c d 檢測(cè)是否插入目的基因 利用dna分子雜交技術(shù) 目的基因dna一條鏈 作探針 與受體細(xì)胞中提取的dna雜交 看是否有雜交帶 檢測(cè)是否轉(zhuǎn)錄出了mrna 利用dna分子雜交技術(shù) 目的基因dna一條鏈 作探針 與受體細(xì)胞中提取的mrna雜交 看是否有雜交帶 檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 抗體與蛋白質(zhì)進(jìn)行抗原 抗體雜交 看是否有雜交帶 還可以進(jìn)行個(gè)體水平的鑒定 根據(jù)其性狀 提示 dna分子雜交技術(shù)首先提取受體細(xì)胞中的dna 然后高溫解成單鏈 再與同位素標(biāo)記的dna探針雜交 抗原 抗體雜交所用到的抗體是用表達(dá)出的蛋白質(zhì)注射動(dòng)物進(jìn)行免疫 產(chǎn)生相應(yīng)的抗體 并提取出而來(lái)的 32 8分 將動(dòng)物致病菌的抗原基因?qū)腭R鈴薯制成植物疫苗 飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動(dòng)物獲得免疫力 以下是與植物疫苗制備過(guò)程相關(guān)的圖和表 08江蘇 請(qǐng)根據(jù)以上圖表回答下列問(wèn)題 1 在采用常規(guī)pcr方法擴(kuò)增目的基因的過(guò)程中 使用的dna聚合酶不同于一般生物體內(nèi)的dna聚合酶 其最主要的特點(diǎn)是 2 pcr過(guò)程中退火 復(fù)性 溫度必須根據(jù)引物的堿基數(shù)量和種類來(lái)設(shè)定 表1為根據(jù)模板設(shè)計(jì)的兩對(duì)引物序列 圖2為引物對(duì)與模板結(jié)合示意圖 請(qǐng)判斷哪一對(duì)引物可采用較高的退火溫度 3 圖1步驟 所用的dna連接酶對(duì)所連接的dna兩端堿基序列是否有專一性要求 4 為將外源基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯 圖1步驟 轉(zhuǎn)基因所用的細(xì)菌b通常為 耐高溫 引物對(duì)b 否 農(nóng)桿菌 5 對(duì)符合設(shè)計(jì)要求的重組質(zhì)粒t進(jìn)行酶切