高中生物 基因工程的基本操作程序 新人教版選修

高中生物基因工程的基本操作程序課件新人教版選修第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六1.2

基因工程的基本操作程序第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六1．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．目的基因的檢測與鑒定基因工程基本操作的四個步驟第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六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(shù)擴(kuò)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(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六1．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)合位點啟動子終止子啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因首端是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位并能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。沒有啟動子，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，并使其從DNA模板鏈上脫離下來，使轉(zhuǎn)錄終止。第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)內(nèi)含子外顯子啟動子終止子2．真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)注意：原核基因轉(zhuǎn)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？真核基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA只能與編碼區(qū)的

配對。第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六（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。第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六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)入受體菌中儲存基因組文庫4.基因文庫的構(gòu)建方法（1）基因組文庫構(gòu)建第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六單鏈互補DNA雙鏈cDNA片段導(dǎo)入受體菌中儲存與載體連接cDNA文庫反（逆）轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶（2）cDNA文庫的構(gòu)建——反轉(zhuǎn)錄法某種生物的單鏈mRNA第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六思考：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(nèi)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十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六閱讀課本第10頁回答問題：（1）RCR的中文全稱？PCR是一項什么樣的技術(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(shù)擴(kuò)增目的基因第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六5/3/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堿基互補配對原則結(jié)合；3．延伸（70－－75℃）：在Taq酶的作用下，以dNTP為原料，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補的DNA鏈5/3/A—G引物Ⅰ第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六

概念：PCR全稱為_______________，是一項在生物____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片段雙鏈DNA復(fù)制四種原料熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）指數(shù)2n在短時間內(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2種引物、模板DNA（含目的基因）第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六蛋白質(zhì)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(xué)合成工具：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十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六小結(jié)目的基因的獲取目的基因的定義常用方法從基因文庫中獲取利用PCR技術(shù)擴(kuò)增人工合成基因組文庫部分基因文庫原理、條件方式、結(jié)果過程第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心1．基因表達(dá)載體構(gòu)建的目的？（見課本P11）2．基因表達(dá)載體的組成？3．啟動子、終止子、標(biāo)記基因的作用分別是？4．如何構(gòu)建基因表達(dá)載體？讀教材回答以下問題第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六基因表達(dá)載體的組成及各部分作用目的基因作用：終止轉(zhuǎn)錄標(biāo)記基因：鑒別并選擇含目的基因的細(xì)胞作用：啟動轉(zhuǎn)錄第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六1.用一定的限制酶切割質(zhì)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(zhì)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(zhì)粒）。如何構(gòu)建基因表達(dá)載體？第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六通讀教材回答問題1．轉(zhuǎn)化的概念2．將目的基因?qū)胫参铩游?、微生物?xì)胞的方法分別有哪些？三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用的轉(zhuǎn)化方法有：按不同的受體細(xì)胞分將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因?qū)雱游锛?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)胞第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六1．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：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。②原理：Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六③過程：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)出新性狀的植株第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六（2）基因槍法（3）花粉管通道法第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六2．將目的基因?qū)雱游锛?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物第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六3．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：單細(xì)胞繁殖快、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分子第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六四、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(xué)水平）方法？第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六四、目的基因的檢測與鑒定1、分子水平的檢測2.個體生物學(xué)水平的鑒定③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)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(dá)②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA方法是：①檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因方法是：DNA分子雜交（DNA——RNA）分子雜交抗原——抗體分子雜交第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六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，如果這兩個單鏈具有互補的堿基序列，那么，互補的堿基序列就會結(jié)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。第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六過程:A．首先提取出轉(zhuǎn)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(biāo)記，以此做基因探針。C．用基因探針和提取的轉(zhuǎn)基因生物的DNA雜交。若顯示出雜交帶，表明轉(zhuǎn)基因生物的DNA中已插入目的基因；反之，則沒有插入。DNA分子雜交第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六鑒定——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(dá)。如蟲吃后中毒死亡，則說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？第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六歸納：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(xué)方法人工合成構(gòu)建基因表達(dá)載體目的基因、啟動子、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)化法、顯微注射法目的基因的檢測與鑒定檢測：是否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯鑒定：第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六學(xué)以致用若用Bt毒蛋白基因作為目的基因培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，可用什么方法？敘述培育過程！第三十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六練習(xí)１：(2008理綜山東卷)為擴(kuò)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(guān)注。我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。（１）獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的

處，DNA連接酶作用于

處。（填“a”或“b”）aa第三十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六（２）將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和

法。（３）由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用

技術(shù)，該技術(shù)的核心是

和

。（４）為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的

作探針進(jìn)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三十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期六練習(xí)２：繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液