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高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》1.2 基因工程的基本操作程序教课内容课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》1.2 基因工程的基本操作程序教课内容课件ppt，共19页。PPT课件主要包含了目的基因的检测与鉴定，目的基因的获取，基因表达载体的构建，基因组文库，部分基因文库，PCR反应的过程，变性90-95℃，复性55-60℃，延伸70-75℃，农杆菌的特点等内容，欢迎下载使用。
将目的基因导入受体细胞
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤
(一）、目的基因概念： 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。（二）、目的基因获取方法：从基因文库中获取目的基因利用PCR技术扩增目的基因化学方法直接人工合成
1、从基因文库中获取目的基因
①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。
cDNA文库的构建-----反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。
双链DNA(目的基因)
②基因组文库和部分基因组文库(cDNA文库)比较
③怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?
依据------目的基因的有关信息。
如：根据基因的核苷酸序列 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。
2、利用PCR技术扩增目的基因
PCR的全称：聚合酶链式反应PCR的原理： DNA复制 PCR技术扩增目的基因的前提条件：要有一段已知的目的基因的核苷酸序列。
模板原料引物 酶控制温度
——如单链DNA分子片段
——耐热的DNA聚合酶
3、用化学方法直接人工合成
基因较小，核苷酸序列已知。
例2.用限制酶EcRV、Mbl单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1000个碱基对)，请在答题卡的指定位置画出质粒上EcRV、Mbl的切割位点。
1、基因表达载体的组成
目的基因启动子:终止子:标记基因等
一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的首端。是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录mRNA，最终获得蛋白质。
一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的尾端。使转录在所需要的地方停止。
二、基因表达载体的构建——核心
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，如青霉素基因。
2、基因表达载体的构建目的：
a.使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。b.使目的基因能够表达和发挥作用。
3、注意：由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建也有差别，不是千篇一律。
2、目的基因导入植物细胞
常用的方法: 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法
c.Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。
a.易感染双子叶植物和祼子植物。
三、目的基因导入受体细胞
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
农杆菌转化法的导入过程:
3、目的基因导入动物细胞
常用的方法: 显微注射技术操作程序：
a.先提纯含目的基因的表达载体 b.从雌性动物体内取出卵（受精卵）c.显微注射仪进行显微注射 d.将含目的基因的受精卵移植到输卵管或子宫中发育成新个体
4、目的基因导入微生物细胞
原核生物的特点:繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少。
用Ca2+处理细胞→ 感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子。
增加细胞壁的透性，与细胞膜无关
①目的基因是否插入受体细胞染色体的DNA上
用放射性同位素等作标记的含有目的基因的DNA片段。
四、目的基因检测与鉴定
②目的基因是否转录出mRNA
用DNA探针与mRNA杂交。
③目的基因是否翻译出蛋白质
2、个体生物学水平的鉴定
例2、回答有关基因工程的问题因工程的问题：（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生___末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_____（相同，不同）粘性末端的限制酶。（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是 。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用 处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为 。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成 _，常用抗原-抗体杂交技术。如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上。
提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录
DNA—RNA分子杂交
将目的基因导入受体细胞
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤
(一）、目的基因概念： 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。（二）、目的基因获取方法：从基因文库中获取目的基因利用PCR技术扩增目的基因化学方法直接人工合成
1、从基因文库中获取目的基因
①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。
cDNA文库的构建-----反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。
双链DNA(目的基因)
②基因组文库和部分基因组文库(cDNA文库)比较
③怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?
依据------目的基因的有关信息。
如：根据基因的核苷酸序列 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。
2、利用PCR技术扩增目的基因
PCR的全称：聚合酶链式反应PCR的原理： DNA复制 PCR技术扩增目的基因的前提条件：要有一段已知的目的基因的核苷酸序列。
模板原料引物 酶控制温度
——如单链DNA分子片段
——耐热的DNA聚合酶
3、用化学方法直接人工合成
基因较小，核苷酸序列已知。
例2.用限制酶EcRV、Mbl单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1000个碱基对)，请在答题卡的指定位置画出质粒上EcRV、Mbl的切割位点。
1、基因表达载体的组成
目的基因启动子:终止子:标记基因等
一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的首端。是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录mRNA，最终获得蛋白质。
一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的尾端。使转录在所需要的地方停止。
二、基因表达载体的构建——核心
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，如青霉素基因。
2、基因表达载体的构建目的：
a.使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。b.使目的基因能够表达和发挥作用。
3、注意：由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建也有差别，不是千篇一律。
2、目的基因导入植物细胞
常用的方法: 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法
c.Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。
a.易感染双子叶植物和祼子植物。
三、目的基因导入受体细胞
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
农杆菌转化法的导入过程:
3、目的基因导入动物细胞
常用的方法: 显微注射技术操作程序：
a.先提纯含目的基因的表达载体 b.从雌性动物体内取出卵（受精卵）c.显微注射仪进行显微注射 d.将含目的基因的受精卵移植到输卵管或子宫中发育成新个体
4、目的基因导入微生物细胞
原核生物的特点:繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少。
用Ca2+处理细胞→ 感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子。
增加细胞壁的透性，与细胞膜无关
①目的基因是否插入受体细胞染色体的DNA上
用放射性同位素等作标记的含有目的基因的DNA片段。
四、目的基因检测与鉴定
②目的基因是否转录出mRNA
用DNA探针与mRNA杂交。
③目的基因是否翻译出蛋白质
2、个体生物学水平的鉴定
例2、回答有关基因工程的问题因工程的问题：（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生___末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_____（相同，不同）粘性末端的限制酶。（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是 。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用 处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为 。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成 _，常用抗原-抗体杂交技术。如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上。
提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录
DNA—RNA分子杂交
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