高中生物 基因工程的基本操作程序 新人教版選修

1、高中生物 基因工程的基本操作程序課件 新人教版選修第1頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四1.2 基因工程的基本操作程序第2頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四1目的基因的獲取2基因表達載體的構建3將目的基因導入受體細胞4目的基因的檢測與鑒定基因工程基本操作的四個步驟第3頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四目的基因的獲取閱讀課本第一自然段，回答以下問題：2獲取目的基因的常用方法有哪些？（1）從基因文庫中獲?。?）利用PCR技術擴增（3）人工合成1什么叫目的基因？并舉例說明。主要是編碼蛋白質的基因，也可以是一些具有調控作用的因子第

2、4頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四1原核細胞的基因結構非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結合位點啟動子終止子啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因首端是RNA聚合酶識別和結合的部位并能驅動基因轉錄出mRNA。沒有啟動子，基因就不能轉錄。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，并使其從DNA模板鏈上脫離下來，使轉錄終止。第5頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)內含子 外顯子 啟動子終止子2真核細胞的基因結構注意： 原核基因轉錄出的mRNA只能與編碼區(qū)的 鏈配對， 與編碼區(qū)中互補鏈呢？

3、 真核基因轉錄出的mRNA只能與編碼區(qū)的 配對。第6頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四（一）從基因文庫中獲取目的基因1.基因文庫：概念見課本2.基因文庫的分類:（按外源DNA片段的來源分類）種類基因組文庫：含有一種生物的全部基因部分基因文庫：只包含了一種生物的部分基因， 如：cDNA文庫3.建立基因文庫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7頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四提取某種生物的全部DNA用適當?shù)南拗泼盖幸欢ù笮〉腄NA片段將DNA片段與載體連接導入受體菌中儲存基因組文庫4.基因文庫的構建方法（1）基因組文庫構

4、建第8頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四單鏈互補DNA雙鏈cDNA片段導入受體菌中儲存與載體連接cDNA文庫反（逆）轉錄酶DNA聚合酶（2） cDNA文庫的構建反轉錄法某種生物的單鏈mRNA第9頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四思考：1基因組文庫和cDNA文庫的比較2如何從基因文庫中得到所需要的目的基因？ (見課本P9)文庫類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小基因中啟動子有無基因中內含子有無基因多少物種間的基因交流小大無有無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10頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四閱讀課本

5、第10頁回答問題：（1）RCR 的中文全稱？PCR是一項什么樣的技術？（2）PCR原理？利用這一技術獲取目的基因的前提？（3）PCR的過程？這一過程利用了什么酶？（4）通過PCR使目的基因的數(shù)目如何增長？(三)利用PCR技術擴增目的基因第11頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四第12頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四5/3/GGTC3/5/AGCC5/3/引物GG變性復性延伸1變性(9095 )：目的基因DNA受熱變性，解鏈為單鏈；2復性（5560 ）：引物與兩條單鏈通過堿基互補配對原則結合；3延伸（7075 ）：在Taq酶的作用下，以dNTP為原

6、料，從引物的5端3端延伸，合成與模板互補的DNA鏈 5/3/AG引物第13頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四 概念：PCR全稱為_，是一項 在生物_復制_的核酸合成技術 條件：原理：方式：以_方式擴增，即_（n為擴增循 環(huán)的次數(shù)）結果：聚合酶鏈式反應體外特定DNA片段雙鏈DNA復制四種原料熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）指數(shù)2n在短時間內大量擴增目的基因前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列2種引物、模板DNA（含目的基因）第14頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四蛋白質的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列目的基因的核苷酸序列目的基因推測推測化學合成工具

7、：DNA合成儀條件：基因比較小，核苷酸序列已知思路流程：（二）人工直接合成目的基因第15頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四小結目的基因的獲取目的基因的定義常用方法從基因文庫中獲取利用PCR技術擴增人工合成基因組文庫部分基因文庫原理、條件方式、結果過程第16頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四二、基因表達載體的構建 核心1基因表達載體構建的目的？（見課本P11）2基因表達載體的組成？3啟動子、終止子、標記基因的作用分別是？4如何構建基因表達載體？讀教材回答以下問題第17頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四基因表達載體的組成及各部

8、分作用目的基因作用：終止 轉錄標記基因：鑒別并選擇含目的基因的細胞作用：啟動轉錄第18頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四1.用一定的限制酶切割質粒，使其出現(xiàn)一個切口，露出黏性末端平末端。2.一般用同一種限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末端平末端。3.將切下的目的基因片段插入質粒的切口處， 再加入適量DNA連接酶，形成了一個重組 DNA分子（重組質粒）。如何構建基因表達載體？第19頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四通讀教材回答問題1轉化的概念2將目的基因導入植物、動物、微生物細胞的方法分別有哪些？三、將目的基因導入受體細胞第20頁，共37頁，

9、2022年，5月20日，10點24分，星期四三、將目的基因導入受體細胞常用的轉化方法有： 按不同的受體細胞分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(nóng)桿菌轉化法基因槍法花粉管通道法顯微注射法感受態(tài)細胞第21頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四1將目的基因導入植物細胞的方法：（1）農(nóng)桿菌轉化法 農(nóng)桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。原理：Ti質粒上的T-DNA可轉移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上。第22頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四過程：將外源目的基因插入Ti質粒的T-D

10、NA中形成重組Ti質粒將重組Ti質粒轉入農(nóng)桿菌使含重組Ti質粒的農(nóng)桿菌感染植物細胞含目的基因的植物細胞表現(xiàn)出新性狀的植株第23頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四（2）基因槍法（3）花粉管通道法第24頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四2將目的基因導入動物細胞方法：顯微注射法程序：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25頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四3將目的基因導入微生物細胞閱讀課本：早期基因工程為何選擇原核生物作為受體細胞？方法？原核生物特點：單細胞繁殖快、遺傳物質少方法： 用Ca2+處理

11、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26頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四四、目的基因的檢測與鑒定閱讀課本:目的基因檢測的過程分為哪幾步？分別用什么方法？鑒定（個體生物學水平）方法？第27頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四四、目的基因的檢測與鑒定1、分子水平的檢測2.個體生物學水平的鑒定檢測目的基因是否翻譯成蛋白質方法是：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等檢查目的基因是否成功表達檢測目的基因是否轉錄出了mRNA方法是：檢測轉基因生物的DNA 上是否插入了目的基因方法是：DNA分子雜交（DNARNA）分子雜交抗原抗體分

12、子雜交第28頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四DNA分子雜交示意圖 采用一定的技術手段，將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個單鏈具有互補的堿基序列，那么，互補的堿基序列就會結合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。 第29頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四過程:A首先提取出轉基因生物的DNA。B對含目的基因的DNA片段作放射性同位素標記，以此做基因探針。C用基因探針和提取的轉基因生物的DNA雜交。若顯示出雜交帶，表明轉基因生物的DNA中已插入目的基因；反之，則沒有插入。DNA分子雜交第30頁，共37頁

13、，2022年，5月20日，10點24分，星期四第31頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四鑒定抗蟲鑒定、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，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達。思考：若培育耐鹽堿的水稻，如何鑒定？第32頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四歸納： 基因工程的基本操作程序獲取目的基因從基因文庫利用PCR化學方法人工合成構建基因表達載體目的基因、啟動子、終止子、標記基因將目的基因導入受體細胞農(nóng)桿菌轉化法、顯微注射法目的基因的檢測與鑒定檢測：是否插入、轉錄、翻譯

14、鑒定：第33頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四學以致用若用Bt毒蛋白基因作為目的基因培育轉基因抗蟲棉，可用什么方法？敘述培育過程！第34頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四練習：(2008理綜山東卷)為擴大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關注。我國科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。（）獲得耐鹽基因后，構建重組DNA分子所用的限制性內切酶作用于圖中的 處，DNA連接酶作用于 處。（填“a”或“b”）aa第35頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四（）將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉化法和 法。（）由導入目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用 技術，該技術的核心是 和 。（）為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的 作探針進行分子雜交檢測，又要用方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性?；驑尫ǎɑǚ酃芡ǖ婪ǎ┲参锝M織培養(yǎng)脫分化和再分化耐鹽基因一定濃度鹽水澆灌第36頁，共37頁，2022年，5月20日，10點24分，星期四練習：繼哺乳動物乳腺生物反應器研發(fā)成功后，膀胱生物反應器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培育出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細