高中生物人教版选修专题同步教学基因工程基本操作程序共张PPTPPT课件.ppt

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1、精讲精练系列精讲精练系列关于高中生物人教版选修专题同步教学基因工程的基本操作程序共张PPT第一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育抗虫棉的简要过程：提取提取棉花细胞棉花细胞(含含抗虫基因抗虫基因)苏云金芽苏云金芽孢杆菌孢杆菌抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNADNA拼接拼接导入导入普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗虫特性)棉花植株棉花植株(有有抗虫特性抗虫特性)第二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序（1 1）目的基因的获取）目的基因的获取（2 2）（3 3）将目的基因导入受体细胞）将目的基因导入

2、受体细胞（4 4）目的基因的检测与鉴定）目的基因的检测与鉴定基因基因表达载体表达载体的构建的构建第三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月一、目的基因的获取一、目的基因的获取1 1、目的基因：主要指的是编码蛋白质的、目的基因：主要指的是编码蛋白质的结构基因结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。也可以是一些具有调控作用的因子。2 2、获取方法：、获取方法：（1 1）从）从基因文库基因文库中获取目的基因；中获取目的基因；（2 2）利用）利用PCRPCR技术扩增目的基因；技术扩增目的基因；（3 3）通过）通过DNADNA合成仪用化学方法直接合成合成仪用化学方法直接合成第四张，PPT共八十五页

3、，创作于2022年6月（一）从基因文库中获取目的基因（一）从基因文库中获取目的基因1.1.什么叫基因文库？什么叫基因文库？将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNADNA片断，导入片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。同基因，称为基因文库。基因文库基因文库 基因组文库基因组文库部分基因文库部分基因文库（cDNAcDNA文库）文库）第五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因组基因组DNADNA文库文库cDNAcDNA文库文库基因组基因组DNADNA文库与文库与cDNAcDNA文库

4、的比较文库的比较第六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月补：原核细胞的基因结构补：原核细胞的基因结构非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 与与RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子终止子终止子 RNARNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。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，转录开始后，RNARNA聚合酶沿聚合酶沿DNADNA分子移动，并以分子移动，并以DNADNA分子分子的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNA。转录完毕后，转录完毕后，RNARNA链释放出来，紧接着链释放出来，

5、紧接着RNARNA聚合酶也从聚合酶也从DNADNA模模板链上脱落下来。板链上脱落下来。第七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月不能转录为信使不能转录为信使RNARNA，不能，不能 编码蛋白质。编码蛋白质。：能转录相应的信使：能转录相应的信使RNARNA，能，能 编码蛋白质编码蛋白质 编编码码区区非非编编码码区区原核细原核细胞的胞的 基基因结构因结构有调控遗传信息表达的核有调控遗传信息表达的核 苷酸序列，在该序列中，苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上最重要的是位于编码区上 游的游的RNARNA聚合酶结合位点。聚合酶结合位点。非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编

6、码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子第八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月补：真核细胞的基因结构补：真核细胞的基因结构编码区编码区非编码非编码区区非编码区非编码区与与RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点内含子内含子 外显子外显子 能够编码蛋白质的序列叫做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不能够编码蛋白质的序列叫做内含子启动子启动子终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 内含子：内含子：外显子：外显子：第九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月真真核核细细胞胞的的 基基因因结结构构编码区编码区非编码区非编码区

7、外显子：能编码蛋白质的序列外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列：有调控作用的核苷酸序列，：有调控作用的核苷酸序列，包括位于编码区上游的包括位于编码区上游的RNARNA 聚合酶结合位点。聚合酶结合位点。非编码序列：非编码序列：包括非编码区和内含子包括非编码区和内含子第十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月结构基因结构基因外显子外显子内含子内含子转录、加工修饰转录、加工修饰mRNAmRNA第十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞不同点不同点编码区是编码区是_的的编码区是间隔的、编码区是间隔的、_的的相同点相

8、同点都由能够编码蛋白质的都由能够编码蛋白质的_ _ _ 和具有调和具有调控作用的控作用的_ 区组成的区组成的原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞与真核细胞的基因结构比较思考思考编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？真核细胞基因结构一样长吗？连续连续不连续不连续编码区编码区非编码非编码第十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因表达的计算基因表达的计算在真核生物中，对应的是在真核生物中，对应的是 的碱基数的碱基数DNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译6 63 31 1氨基酸数氨基酸数碱基数碱基数补充资料

9、基因中外显子基因中外显子第十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因组文库基因组文库与部分基因与部分基因文库的关系文库的关系第十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因组文库和部分基因文库的比较基因组文库和部分基因文库的比较文库类型文库类型cDNA文库文库基因组文库基因组文库文库大小文库大小基因中启动子基因中启动子基因中内含子基因中内含子基因多少基因多少物种间基因交流物种间基因交流小小大大无无有有无无有有某种生物的部分基因某种生物的部分基因某种生物的全部基因某种生物的全部基因可以可以部分基因可以部分基因可以第十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月概念辨析概念辨析基因文库

10、与基因库基因文库与基因库 基因库是指某一生物群体中的全部基因。基因库是指某一生物群体中的全部基因。基因文库与基因克隆基因文库与基因克隆基因克隆是只包含某些特定基因或基因克隆是只包含某些特定基因或DNADNA片段的克隆。片段的克隆。基因文库中包含着为数众多的克隆，建成后可供随时选基因文库中包含着为数众多的克隆，建成后可供随时选取其中任何一个基因克隆之用。取其中任何一个基因克隆之用。第十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因组文库的构建模式图基因组文库的构建模式图通过对通过对受体菌受体菌的培养而储存的培养而储存基因基因第十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月2.2.基因文库的构建

11、方法基因文库的构建方法（1 1）鸟枪法鸟枪法（2 2）反转录法反转录法（3 3）根据已知的氨基酸序列合成）根据已知的氨基酸序列合成DNADNA法法 人工人工合成合成法法（真核生物真核生物）多用于原核生物多用于原核生物直接分离法直接分离法第十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（1 1）鸟枪法：）鸟枪法：供体细胞中的供体细胞中的DNADNA许多许多DNADNA片段片段运载体运载体限制酶限制酶与载体连接与载体连接受体细胞受体细胞产生特定性状产生特定性状导入导入外源外源DNADNA扩扩增增目的基因目的基因分离分离(直接分离法直接分离法)第十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（2 2

12、）反转录法反转录法（cDNAcDNA文库的构建方法文库的构建方法）以目的基因转录成的以目的基因转录成的信使信使RNARNA为模板，再为模板，再反转录酶反转录酶的催化下反转录成互补的单链的催化下反转录成互补的单链DNADNA，然后在，然后在DNADNA聚合酶的作聚合酶的作用下合成双链用下合成双链DNADNA，即，即cDNAcDNA，从而获得所需的基因。，从而获得所需的基因。第二十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（3 3）根据已知的氨基酸序列合成）根据已知的氨基酸序列合成DNADNA法法 ：根据已知蛋白质的氨基根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使酸序列，推测出相应的信使RNARN

13、A序列，然后按照碱基互补配序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。合成目的基因。蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列mRNAmRNA的核苷酸序列的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测推测推测目的基因目的基因化学合成化学合成第二十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月上述三种目的基因提取的方法有何优缺点？上述三种目的基因提取的方法有何优缺点？优点优点缺点缺点鸟枪法鸟枪法反转录法反转录法根据已知氨基酸根据已知氨基酸合成合成DNAD

14、NA法法操作简便广操作简便广泛使用泛使用工作量大，盲目，分离出来工作量大，盲目，分离出来的有时并非一个基因的有时并非一个基因专一性强专一性强操作过程麻烦，操作过程麻烦，mRNAmRNA很不稳定，很不稳定，要求的技术条件较高要求的技术条件较高专一性最强专一性最强仅限于合成核苷酸对较少仅限于合成核苷酸对较少的简单基因的简单基因第二十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月思考：思考：如何从基因文库中得到所需要的基因？如何从基因文库中得到所需要的基因？依据：目的基因的有关信息。依据：目的基因的有关信息。如：根据基因的核苷酸序列；如：根据基因的核苷酸序列；基因的功能；基因的功能；基因在染色体上的位

15、置；基因在染色体上的位置；基因的转录产物基因的转录产物mRNAmRNA；基因翻译产物蛋白质等特性。基因翻译产物蛋白质等特性。注意：注意：u基因文库基因文库中不是直接保管相应基因，而中不是直接保管相应基因，而是是保存受体菌保存受体菌，菌中含基因。，菌中含基因。第二十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（二）利用（二）利用（二）利用（二）利用PCRPCRPCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因技术扩增目的基因技术扩增目的基因第二十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1234522557294时间（时间（minmin）温温度度（）PCRPCR反应反应PCRPCR反应条件反应条件P

16、CRPCR过程过程PCRPCR的特点的特点适温延伸适温延伸3 3高温变性高温变性1 1低温退火低温退火2 2重复重复1313步步25302530轮轮目的目的DNADNA片段片段扩增扩增100100万倍以上万倍以上DNADNA双螺旋双螺旋DNADNA单链单链与引物复性与引物复性D DN NA A变变性性形形成成2 2条条单单链链子链延伸子链延伸DNADNA加倍加倍第二十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月模板模板DNADNA9595第二十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月PCR的基本原理PCR反应条件PCR过程PCR的特点5050引物引物1 1引物引物2 2DNADNA引物引物

17、第二十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月PCR的基本原理PCR反应条件PCR过程PCR的特点引物引物1 1引物引物2 2DNADNA引物引物7272TaqTaq酶酶TaqTaq酶酶第二十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月PCR的基本原理PCR反应条件PCR过程PCR的特点7272第第1 1轮结束轮结束第第2 2轮开始轮开始第二十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月PCR的基本原理PCR反应条件PCR过程PCR的特点959550507272TaqTaqTaqTaq第三十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月PCR的基本原理PCR反应条件PCR过程PCR的特点727

18、2第第2 2轮结束轮结束第三十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月第三十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 概念：概念：PCRPCR全称为全称为_，是一项，是一项 在生物在生物_复制复制_的核酸合成技术。的核酸合成技术。前提条件：前提条件：_；原料：原料：_、_ _、_、_。原理：原理：_方式：以方式：以_方式扩增，即方式扩增，即_（n n为扩增循为扩增循 环的次数）环的次数）结果：结果：聚合酶链式反应聚合酶链式反应体外体外特定特定DNADNA片段片段DNADNA复制复制已知基因的核苷酸序列已知基因的核苷酸序列四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNADNA引物引物热稳定热稳定DNA

19、DNA聚合酶聚合酶指数指数2 2n n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增模板模板DNADNA第三十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月n 过程：过程：变性、退火、延伸三步曲变性、退火、延伸三步曲变性：变性：加热至加热至90909595双链双链DNADNA解链成为单链解链成为单链DNADNA退火：退火：冷却至冷却至55556060部分部分引物与模板的单链引物与模板的单链DNADNA的特的特定互补部位相配对和结合定互补部位相配对和结合延伸：延伸：加热至加热至70707575以目以目的基因为模板，合成互补的基因为模板，合成互补的新的新DNADNA

20、链链变性变性退火退火延伸延伸第三十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月过程：过程：a a、DNADNA变性（变性（90-9590-95）：双链）：双链DNADNA模板模板 在热作用下，在热作用下，_断裂，形成断裂，形成_b b、退火（复性、退火（复性55-6555-65）：系统温度降低，引）：系统温度降低，引 物与物与DNADNA模模板结合，形成局部板结合，形成局部_。c c、延伸（、延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，从酶的作用下，从 引物的引物的55端端33端延伸，合成与模板互补端延伸，合成与模板互补 的的_。氢键氢键单链单链DNADNA双链双链DNADN

21、A链链第三十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月思考？思考？1 1个个DNADNA分子进行分子进行PCRPCR扩增扩增,循环循环4 4次，次，理论上至少需要几个引物？理论上至少需要几个引物？22（2 2n n-1-1）(n(n为循环次数为循环次数)（2 24 4-1-1）2=302=30第三十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月n模板模板DNADNAn 特异性引物特异性引物n耐热耐热DNADNA聚合酶聚合酶n dNTPsdNTPsn Mg Mg2+2+PCRPCR体系基本组成成分体系基本组成成分一对寡核苷酸序列：与目的一对寡核苷酸序列：与目的基因的起始段互补基因的起始段互补PC

22、RPCR总结：总结：第三十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月PCRPCR的基本反应步骤的基本反应步骤变性变性90-9590-95 C C延伸延伸70-7570-75 C C退火退火55-6055-60 C CPCRPCR总结：总结：第三十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月TaqTaq DNADNA聚合酶（聚合酶（thermus aquaticus)thermus aquaticus)酶酶活活性性(%)温度温度()40 50 60 70 80 90 10040 50 60 70 80 90 100100100 80 80 60 60 40 40 20 20第三十九张，PPT共

23、八十五页，创作于2022年6月第四十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月PCRPCR技术扩增与技术扩增与DNADNA复制的比较复制的比较PCRPCR技术技术DNADNA复制复制相相同同点点原理原理原料原料条件条件不不同同点点解旋方解旋方式式场所场所酶酶结果结果碱基互补配对碱基互补配对四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸模板、能量、酶模板、能量、酶DNADNA在高温下变性解旋在高温下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化体外复制体外复制细胞核内细胞核内热稳定的热稳定的DNADNA聚合酶聚合酶细胞内的细胞内的DNADNA聚合酶聚合酶大量的大量的DNADNA片段片段形成整个形成整个DNADNA分子分子第四十一张

24、，PPT共八十五页，创作于2022年6月 根据已知蛋白质的氨根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的基酸序列，推测出相应的mRNAmRNA序列，然后按照碱基互序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，过化学方法，以单核苷酸为以单核苷酸为原料合成目的基因原料合成目的基因。蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列mRNAmRNA的核苷酸序列的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测推测推测目的基因目的基因化学合成化学合成（三）化学方法人工合成目的基因（三）化学方法人工合成目的基因第四十三张，PPT共

25、八十五页，创作于2022年6月人工合成人工合成(基因比较小基因比较小)DNADNA合成仪合成仪第四十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月从基因文库中获取从基因文库中获取利用利用PCRPCR技术扩增技术扩增利用化学方法人工合成利用化学方法人工合成归纳：获取目的基因的方法归纳：获取目的基因的方法第四十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 用一定的用一定的_切割切割 质粒，使其出现一个切质粒，使其出现一个切 口，露出口，露出_。用用_切断目切断目 的基因，使其产生的基因，使其产生_ _。将切下的目的基因片段插入质粒的将切下的目的基因片段插入质粒的_处，处，再加入适量再加入适量_，形成

26、了一个重组，形成了一个重组 DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶限制酶黏性末端黏性末端同一种限制酶同一种限制酶相同的黏性末端相同的黏性末端切口切口DNADNA连接酶连接酶1.1.过程过程:二、构建二、构建表达表达载体载体 核心核心第四十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月质粒质粒DNADNA分子分子限制酶处理限制酶处理一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶重组重组DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）同一种同一种过程过程:第四十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月2.2.基因表达载体的目的基因

27、表达载体的目的（1 1）使目的基因在受体细胞中稳定存在并可以遗传给下一代；）使目的基因在受体细胞中稳定存在并可以遗传给下一代；（2 2）使目的基因能够表达和发挥作用。）使目的基因能够表达和发挥作用。第四十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 科学家在培育抗虫棉时，经历了多次失败，才获得成科学家在培育抗虫棉时，经历了多次失败，才获得成功。功。起初把苏云金芽孢杆菌的起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因抗虫基因插入载体质粒中，插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入然后在插入抗虫基

28、因的质粒中插入启动子启动子(抗虫基因抗虫基因首端首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终终止子止子(抗虫基因末端抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。有了抗虫能力。资资 料料:第四十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月思考：思考：作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？（完成任务吗？为什么？（P15P15）不可以。不可

29、以。因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，还还需要有其他控制元件需要有其他控制元件，如启动子、终止子和标记基因等。，如启动子、终止子和标记基因等。必须构建上述元件的必须构建上述元件的主要理由主要理由是：是：第五十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（1 1）生物之间进行基因交流，只有使用生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自身基因受体生物自身基因的启动子才的启动子才能比较有利于基因的表达；能比较有利于基因的表达；（2 2）通过通过cDNAcDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列

30、导入受体生物中无法转录；生物中无法转录；（3 3）目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记；目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记；（4 4）为了增强目的基因的表达水平，往往还要增加一些其他调控元件，为了增强目的基因的表达水平，往往还要增加一些其他调控元件，如增强子如增强子（增强基因启动子工作效率的顺式作用序列，能够在相对于启动子增强基因启动子工作效率的顺式作用序列，能够在相对于启动子的任何方向和任何位置的任何方向和任何位置(上游或下游上游或下游)上都发挥作用。上都发挥作用。）等；等；（5 5）有时需要确定目的基因表达的产物存在于细胞的什么部位，往往要加上有时需要确定目的基因表达的产物存在于

31、细胞的什么部位，往往要加上可以标识存在部位的基因（或做成目的基因与标识基因的融合基因），如绿色可以标识存在部位的基因（或做成目的基因与标识基因的融合基因），如绿色荧光蛋白基因等。荧光蛋白基因等。第五十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月3.3.基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：它们有什么作用？它们有什么作用？a a、目的基因、目的基因b b、启动子、启动子c c、终止子、终止子d d、标记基因、标记基因第五十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月调节基调节基 因因操纵基操纵基 因因结构基因结构基因RNARNA聚合酶聚合酶半乳糖苷酶半乳糖苷酶 酶酶酶酶 RNARNA聚合酶聚合

32、酶启动子启动子RNARNA聚合酶聚合酶启动子启动子：位于基因首端的一段特殊的位于基因首端的一段特殊的DNADNA片断，它是片断，它是RNARNA聚聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNAmRNA，最，最终获得蛋白质。终获得蛋白质。第五十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月思考思考1 1：表达载体为什么一定要有启动子？表达载体为什么一定要有启动子？（1 1）生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自）生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自身基因的启动子才能有利于基因的表达；身基因的启动子才能有利于基因的表达；（2 2）通过）通

33、过cDNAcDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体细胞无法转录。编码序列导入受体细胞无法转录。第五十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月思考思考2 2：终止子的作用是什么？终止子的作用是什么？终止子是位于基因尾端的一段特殊的终止子是位于基因尾端的一段特殊的DNADNA片断，片断，能终止能终止mRNAmRNA的转录。的转录。是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因的细胞筛选出来。而将有目的基因的细胞筛选出来。思考思考3 3：标记基因有什么作用？标记基因有什么作用？第五十五张，PPT共

34、八十五页，创作于2022年6月载体载体与与表达载体表达载体的区别：二者都有标记基因和复制原点两部的区别：二者都有标记基因和复制原点两部分分DNADNA片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构。子、终止子三部分结构。注意注意用到的工具酶：用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到既用到限制酶切割载体，又用到DNADNA连接酶连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键。将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键。启动子、终止子启动子、终止子对于目的基因表达必不可少。对于目的基因表达必不可少。目的基

35、因不能单独进入受体细胞，目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体的方式携必需以表达载体的方式携带进去。带进去。第五十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因基因工程工程技术技术路线路线第五十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：常用的受体细胞：有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。动植物细胞等。将目的基因导入受体细胞的原理：将目的基因导入受体细胞的原理：借鉴借鉴细菌或病毒侵染细胞细菌或病毒侵染细胞的途径。的途径。（一）转化：（一）转化：目的基因进入目

36、的基因进入_内，并且在内，并且在 受体细胞受体细胞内维持内维持_和和_的过程的过程受体细胞受体细胞稳定稳定表达表达第五十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（二）方法（二）方法将目的基因导入将目的基因导入植物细胞植物细胞将目的基因导入将目的基因导入动物细胞动物细胞将目的基因导入将目的基因导入微生物细胞微生物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注射法显微注射法感受态细胞感受态细胞第五十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1.将目的基因导入植物细胞将目的基因导入植物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法第六十张，

37、PPT共八十五页，创作于2022年6月（1 1）农杆菌转化法）农杆菌转化法特点：特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力大多数单子叶植物没有感染能力原理：原理：TiTi质粒上的质粒上的T-DNAT-DNA可以转移到受体细胞，并整合到受体细可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的胞染色体的DNADNA上。上。第六十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月转化过程转化过程:TiTi质粒质粒目的基因目的基因构建构建表达表达载体载体导入导入植植物物细细胞胞插入插入植物细胞植物细胞染色染色DNADNA表达表达新新性性状状转入转入农农杆杆菌菌第

38、六十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 基因枪法又称微弹轰基因枪法又称微弹轰击法，是击法，是利用压缩气体产利用压缩气体产生的动力生的动力，将包裹在金属，将包裹在金属颗粒表面的表达载体颗粒表面的表达载体DNADNA打入受体细胞中打入受体细胞中，使目的，使目的基因与其整合并表达的方基因与其整合并表达的方法。法。（2 2）基因枪法）基因枪法适用于适用于单子叶植物单子叶植物第六十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（3 3）花粉通道法）花粉通道法 植物花粉在柱头上萌植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。花粉管通道法直通胚囊。花粉管通道法就是在植物受粉

39、后，花粉就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，然后，滴加剪去柱头，然后，滴加DNADNA（含目的基因），使（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。进入受体细胞。适用于适用于适用于适用于被子植物被子植物被子植物被子植物第六十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月胚珠胚珠花药花药花丝花丝柱头柱头花柱花柱子房壁子房壁子房子房雄雄蕊蕊雌雌蕊蕊第六十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月2.2.将目的基因导入动物细胞将目的基因导入动物细胞（1 1）方法：显微注射法）方法：显微注射法（将基因表达载体提纯，用显微（将基

40、因表达载体提纯，用显微仪注射到仪注射到受精卵受精卵中）中）第六十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（2 2）操作程序）操作程序:提纯含目的基因表达载体提纯含目的基因表达载体取受精卵取受精卵显微注射显微注射移植到子宫移植到子宫受精卵发育受精卵发育新性状动物新性状动物第六十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月常用法常用法：CaCa2+2+处理处理常用菌常用菌：大肠杆菌：大肠杆菌微生物作受体细胞原因：微生物作受体细胞原因：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少过程：过程：CaCa2+2+处理大肠处理大肠杆菌杆菌感受态细感受态细胞胞表达载体与表达载体与感

41、受态细胞感受态细胞混合混合感受态细胞感受态细胞吸收吸收DNADNA3.3.将目的基因导入微生物细胞将目的基因导入微生物细胞思考：为什么要用思考：为什么要用CaCa2+2+处理受体细胞？处理受体细胞？用用CaCa2 2处理，增加细菌细胞壁的通透性处理，增加细菌细胞壁的通透性第六十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月受体生物受体生物 植物植物 动物动物 微生物微生物受体细胞受体细胞导入方法导入方法受精卵受精卵体细胞体细胞受精卵受精卵细胞细胞/个体个体农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注显微注射技术射技术用用CaCa2+2+处理成感处理成感受态细胞受态细胞第

42、六十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）法正确的是（）A.A.将毒素蛋白注射到受精卵中将毒素蛋白注射到受精卵中B.B.将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNADNA序列，与质粒重组，导入细菌，序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养C.C.将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNADNA序列，与质粒重组，注射到棉的序列，与质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵子房并进入受精卵D.D.将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DN

43、ADNA序列，注射到棉受精卵中序列，注射到棉受精卵中BC第七十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定检测检测:是否插入目的基因是否插入目的基因是否转录是否转录是否翻译是否翻译鉴定鉴定:分子水平鉴定分子水平鉴定个体生物学水平鉴定个体生物学水平鉴定第七十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1 1、检测转基因生物染色体的、检测转基因生物染色体的DNADNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因 首先取出转基因生物的基因组首先取出转基因生物的基因组DNADNA；（1 1）方法）方法:DNADNA分子杂交分子杂交（2 2）过程）过程:将含目的

44、基因的将含目的基因的DNADNA片段用放射性同位素等作标记片段用放射性同位素等作标记,以此以此做做探针探针；使探针和转基因生物的基因组杂交使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示出杂交带若显示出杂交带,表明表明染色体已插入染色体染色体已插入染色体DNADNA中。中。（一）检测（一）检测第七十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月基因探针基因探针：是一段带有检测标记，且序列已知的，与目的基是一段带有检测标记，且序列已知的，与目的基因互补的核酸序列。因互补的核酸序列。基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信号，基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信号，能从浩翰的基因组中把目的基因

45、显示出来。能从浩翰的基因组中把目的基因显示出来。第七十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月DNADNA分子杂交示意图分子杂交示意图 采用一定的技术手段，将两种生物的采用一定的技术手段，将两种生物的DNADNA分子的单链放分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。第七十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月（二）鉴定（个体生物学水平

46、）（二）鉴定（个体生物学水平）2 2、检测目的基因是否转录出了、检测目的基因是否转录出了mRNAmRNA3 3、检测目的基因是否翻译成蛋白质、检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法方法:分分 子子 杂杂 交交方法方法:抗原抗原-抗体杂交抗体杂交过程过程:用上述探针和转基因生物的用上述探针和转基因生物的mRNAmRNA杂交杂交,若出现杂交若出现杂交带带,表明目的基因转录出了表明目的基因转录出了mRNAmRNA。第七十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月提提取取（3 3）检测目的基因是否翻译成蛋白质）检测目的基因是否翻译成蛋白质方法方法

47、抗原抗原-抗体杂交抗体杂交苏云金杆菌苏云金杆菌BtBt毒素蛋白毒素蛋白将将BtBt毒蛋白注射毒蛋白注射小鼠体内小鼠体内从小鼠血管抽出血液从小鼠血管抽出血液分离出抗分离出抗BtBt毒素的毒素的抗体抗体抗体抗体蛋白质蛋白质 出现杂出现杂交带交带脱脱分分化化组组织织培培养养第七十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月若不能表达，要若不能表达，要对抗虫基因再进对抗虫基因再进行行修饰修饰。怎样检验抗虫基因在棉细胞内是否表达呢？怎样检验抗虫基因在棉细胞内是否表达呢？没有抗虫基因没有抗虫基因的棉植株的棉植株有抗虫基因的有抗虫基因的棉植株棉植株棉铃虫棉铃虫虫没有死虫没有死虫被杀死虫被杀死没有表达没有表达

48、目的基因目的基因表达表达第七十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月类型类型步骤步骤检测内容检测内容方法方法结果显示结果显示分子分子检测检测第一第一步步目的基因是否进入受目的基因是否进入受体细胞体细胞DNADNA分子杂交分子杂交（DNADNA和和DNADNA之间）之间）是否成功显示出杂是否成功显示出杂交带交带第二第二步步目的基因是否转录出目的基因是否转录出mRNAmRNA分子杂交技术分子杂交技术（DNADNA和和mRNAmRNA之间）之间）是否成功显示出杂是否成功显示出杂交带交带第三第三步步目的基因是否翻译出目的基因是否翻译出蛋白质蛋白质抗原抗原抗体杂交抗体杂交是否成功显示出杂是否成功显

49、示出杂交带交带个体个体水平水平鉴定鉴定包括抗虫、抗病的包括抗虫、抗病的接种实验接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的活性比较，以确定功能是否相同等。基因工程产品与天然产品的活性比较，以确定功能是否相同等。v目的基因的表达和检测目的基因的表达和检测第七十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月提示：提示：DNADNA分子杂交技术首先提取受体细胞中的分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNADNA，然，然后高温解成单链，再与同位素标记的后高温解成单链，再与同位素标记的DNADNA探针杂交；探针杂交；抗原抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋

50、白质注抗原抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的。射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的。第七十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月第八十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月归纳归纳:基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序1.1.获取目的基因获取目的基因u从基因文库从基因文库u利用利用PCRPCRu化学方法人工合成化学方法人工合成2.2.构建基因表达载体构建基因表达载体u目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因3.3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞u转化法（微生物）、农杆菌转化