1.2 基因工程的基本操作程序.ppt
《1.2 基因工程的基本操作程序.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1.2 基因工程的基本操作程序.ppt(68页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、人教版选修三,1.2 基因工程的基本操作程序,基因工程培育抗虫棉的简要过程:,苏云金芽孢杆菌,抗虫基因,棉花植株(有抗虫特性),基因工程的基本操作程序,(1)目的基因的获取 (2) (3)将目的基因导入受体细胞 (4)目的基因的检测与鉴定,基因表达载体的构建,一、目的基因的获取,1、目的基因:主要指的是编码蛋白质的结构基因,也可以是一些具有调控作用的因子。 2、获取方法: (1)从基因文库中获取目的基因; (2)利用PCR技术扩增目的基因; (3)通过DNA合成仪用化学方法直接合成,(一)从基因文库中获取目的基因,1.什么叫基因文库? 将含有某种生物不同基因的许多DNA片断,导入到受体菌的群体
2、中,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因,称为基因文库。,基因组DNA文库,cDNA文库,基因组DNA文库与cDNA文库的比较,补:原核细胞的基因结构,非编码区,非编码区,编码区,编码区上游,编码区下游,与RNA聚合酶结合位点,启动子,终止子,RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点,并与其结合。,转录开始后,RNA聚合酶沿DNA分子移动,并以DNA分子的一条链为模板合成RNA。,转录完毕后,RNA链释放出来,紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。,不能转录为信使RNA,不能 编码蛋白质。,:能转录相应的信使RNA,能 编码蛋白质,编码区,非编码区,原核细胞的 基因结构,有调控遗传信息
3、表达的核 苷酸序列,在该序列中, 最重要的是位于编码区上 游的RNA聚合酶结合位点。,非编码区,非编码区,编码区,编码区上游,编码区下游,启动子,终止子,补:真核细胞的基因结构,编码区,与RNA聚合酶 结合位点,内含子,外显子,能够编码蛋白质的序列叫做外显子,不能够编码蛋白质的序列叫做内含子,启动子,终止子,编码区上游,编码区下游,内含子:,外显子:,真核细胞的 基因结构,编码区,非编码区,外显子:能编码蛋白质的序列 内含子:不能编码蛋白质的序列,:有调控作用的核苷酸序列, 包括位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点。,非编码序列:,包括非编码区和内含子,结构基因,外显子,内含子,转录、加工修
4、饰,mRNA,基因组文库与部分基因文库的关系,基因组文库和部分基因文库的比较,小,大,无,有,无,有,某种生物的部分基因,某种生物的全部基因,可以,部分基因可以,2.基因文库的构建方法,(1) 鸟枪法 (2) 反转录法 (3)根据已知的氨基酸序列合成DNA法,人工合成法,(真核生物),多用于原核生物,直接分离法,(1)鸟枪法:,供体细胞中的DNA,许多DNA片段,运载体,限制酶,与载体连接,受体细胞,产生特定性状,导入,外源DNA扩增,目的基因,分离,(直接分离法),(2)反转录法(cDNA文库的构建方法),以目的基因转录成的信使RNA为模板,再反转录酶的催化下反转录成互补的单链DNA,然后在
5、DNA聚合酶的作用下合成双链DNA,即cDNA,从而获得所需的基因。,(3)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 :,根据已知蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使RNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出它的结构基因的核苷酸序列,再通过化学方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。,蛋白质的氨基酸序列,mRNA的核苷酸序列,结构基因的核苷酸序列,推测,推测,目的基因,化学合成,上述三种目的基因提取的方法有何优缺点?,操作简便广泛使用,工作量大,盲目,分离出来的有时并非一个基因,专一性强,操作过程麻烦,mRNA很不稳定,要求的技术条件较高,专一性最强,仅限于合成核苷酸对较少的简单基因,思考: 如何从基因
6、文库中得到所需要的基因?,依据:目的基因的有关信息。,如:根据基因的核苷酸序列; 基因的功能; 基因在染色体上的位置; 基因的转录产物mRNA; 基因翻译产物蛋白质等特性。,注意:,基因文库中不是直接保管相应基因,而是保存受体菌,菌中含基因。,(二)利用PCR技术扩增目的基因,PCR反应,PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点,重复13步 2530轮,目的DNA片段 扩增100万倍以上,DNA双螺旋,DNA单链 与引物复性,DNA变性 形成2条单链,子链延伸 DNA加倍,模板DNA,PCR的基本原理,PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点,引物1,引物2,PCR的基本原理,PCR反应条件
7、PCR过程 PCR的特点,引物1,引物2,Taq酶,Taq酶,PCR的基本原理,PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点,第1轮结束,第2轮开始,PCR的基本原理,PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点,Taq,Taq,Taq,Taq,PCR的基本原理,PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点,第2轮结束, 概念:PCR全称为_,是一项 在生物_复制_的核酸合成技术。,前提条件:_; 原料:_、_ 、 _、 _。,原理:_,方式:以_方式扩增,即_(n为扩增循 环的次数),结果:,聚合酶链式反应,体外,特定DNA片段,DNA复制,已知基因的核苷酸序列,四种脱氧核苷酸,DNA引物,热稳定DNA
8、聚合酶,指数,2n,使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增,模板DNA,过程:,变性、退火、延伸三步曲,变性:加热至9095双链DNA解链成为单链DNA 退火:冷却至5560部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合 延伸:加热至7075以目的基因为模板,合成互补的新DNA链,思考?,1个DNA分子进行PCR扩增,循环4次, 理论上至少需要几个引物?,2(2n-1)(n为循环次数),(24-1)2=30,PCR技术扩增与DNA复制的比较,碱基互补配对,四种脱氧核苷酸,模板、能量、酶,DNA在高温下变性解旋,解旋酶催化,体外复制,细胞核内,热稳定的DNA聚合酶,细胞内的DNA聚合酶,
9、大量的DNA片段,形成整个DNA分子,根据已知蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出它的结构基因的核苷酸序列,再通过化学方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。,蛋白质的氨基酸序列,mRNA的核苷酸序列,结构基因的核苷酸序列,推测,推测,目的基因,化学合成,(三)化学方法人工合成目的基因,人工合成,(基因比较小),DNA合成仪,从基因文库中获取 利用PCR技术扩增 利用化学方法人工合成,归纳:获取目的基因的方法,用一定的_切割 质粒,使其出现一个切 口,露出_。 用_切断目 的基因,使其产生_ _。,将切下的目的基因片段插入质粒的_处, 再加入适量_,形成了
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中生物 新高考生物 高三生物 生物专题 生物学案 生物设计 生物课件 生物精练 精品生物 生物考点
限制150内