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(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子編碼區(qū)：能轉(zhuǎn)錄，編碼蛋白質(zhì)非編碼區(qū)：不編碼蛋白質(zhì),能調(diào)控遺傳信息表達(dá)2023/6/82第二頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動(dòng)子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游內(nèi)含子外顯子與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)編碼區(qū)：非編碼區(qū)：外顯子：內(nèi)含子：能編碼蛋白質(zhì)的序列不能編碼蛋白質(zhì)的序列2023/6/83第三頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)外顯子內(nèi)含子終止子啟動(dòng)子原核真核基因的結(jié)構(gòu)2023/6/84第四頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二原核細(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2023/6/85山西省孝義市第二中學(xué)第五頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二基因工程的基本操作程序目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞操作過(guò)程目的基因的檢測(cè)與鑒定2023/6/86第六頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二目的基因主要是指______________________編碼蛋白質(zhì)的基因目的基因的獲取供體生物細(xì)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(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)目前被廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲(chóng)基因、植物抗病基因（抗病毒、抗細(xì)菌)、人胰島素基因等。也可以是一些具有調(diào)控作用的因子2023/6/87第七頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二獲得目的基因的方法

從基因文庫(kù)中獲取目的基因1.什么是基因文庫(kù)？2.怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因？種類(lèi)：基因組文庫(kù)：部分基因文庫(kù)：(如cDNA文庫(kù))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(jù)基因的有關(guān)信息：如基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA第八頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.基因文庫(kù)的構(gòu)建方法①鳥(niǎo)槍法：供體細(xì)胞中的DNA許多DNA片段運(yùn)載體限制酶與載體連接載入受體細(xì)胞產(chǎn)生特定性狀導(dǎo)入外源DNA擴(kuò)增目的基因分離(直接分離法)(一)從基因文庫(kù)中獲取目的基因第九頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二（一）基因文庫(kù)的構(gòu)建（每個(gè)受體菌含有一段不同的DNA片段）（2）cDNA文庫(kù)的構(gòu)建——mRNA反轉(zhuǎn)錄形成與載體連接導(dǎo)入受體菌群mRNA逆轉(zhuǎn)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(kù)第十頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、概念：PCR全稱(chēng)為_(kāi)______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因

因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程是在體外進(jìn)行，所以又叫做體外DNA擴(kuò)增技術(shù)。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段2、原理：DNA復(fù)制（二）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因第十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二四種脫氧核苷酸(dNTP)

一對(duì)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(duì)寡核苷酸序列：與目的基因的起始段互補(bǔ)一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物3、前提：溫度控制第十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二PCR技術(shù)擴(kuò)增過(guò)程a、DNA變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，

斷裂，形成_______

b、復(fù)性（55℃-60℃）：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TaqDNA聚合酶的作用下，從引物的______________________延伸，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈5′端→3′端第十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二（三）通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成DNA合成儀蛋白質(zhì)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(cè)推測(cè)合成

當(dāng)基因比較小、蛋白質(zhì)的氨基酸序列可以測(cè)得或核苷酸序列已知時(shí)，可采用此種方法。DNA合成儀第十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.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）限制酶黏性末端同一種限制酶的黏性末端切口DNA連接酶相同(二)基因表達(dá)載體的構(gòu)建2023/6/815第十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二質(zhì)粒DNA分子限制酶處理一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）——核心同一種(二)基因表達(dá)載體的構(gòu)建4.過(guò)程:2023/6/816第十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

科學(xué)家在培育抗蟲(chóng)棉時(shí)，經(jīng)過(guò)了許多復(fù)雜的過(guò)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(chóng)基因插入載體質(zhì)粒中，然后導(dǎo)入棉花的受精卵中，結(jié)果抗蟲(chóng)基因在棉花體內(nèi)沒(méi)有表達(dá)。然后在插入抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入啟動(dòng)子(抗蟲(chóng)基因首端)，導(dǎo)入棉花受精卵，長(zhǎng)成的棉花植株還是沒(méi)有抗蟲(chóng)能力?？茖W(xué)家又在有啟動(dòng)子、抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入終止子(抗蟲(chóng)基因末端)，導(dǎo)入棉花受精卵，結(jié)果成長(zhǎng)的植株，有了抗蟲(chóng)能力。資料:第十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二基因表達(dá)載體的組成：目的：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。a、目的基因b、啟動(dòng)子c、終止子d、標(biāo)記基因2023/6/818第十八頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、基因表達(dá)載體的組成：復(fù)制原點(diǎn)+目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因它們各自的作用是什么?第十九頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二啟動(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)第二十頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二①載體與表達(dá)載體的區(qū)別：二者都有標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)兩部分DNA片段。表達(dá)載體在載體基礎(chǔ)上增加了目的基因、啟動(dòng)子、終止子三部分結(jié)構(gòu)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(xué)鍵都是磷酸二酯鍵③啟動(dòng)子、終止子對(duì)于目的基因表達(dá)必不可少④目的基因不能單獨(dú)進(jìn)入受體細(xì)胞，必需以表達(dá)載體的方式攜帶進(jìn)去。注意第二十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、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)第二十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、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(méi)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。第二十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二③過(guò)程：④優(yōu)點(diǎn)第二十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）基因槍法（3）花粉管通道法第二十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、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)物第二十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二3、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞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分子第二十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二四、目的基因的檢測(cè)與鑒定——檢查是