生物：12《基因工程的基本操作程序》ppt(新人教版選修3)

1.“分子手術(shù)刀”是_______________，主要來(lái)源于_________________。經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：________和_____

_。2.“分子縫合針”是__________，分為兩類(lèi)：

和

。3.“分子運(yùn)輸車(chē)”是__________，種類(lèi)：_______________、____________________、_________________。4.載體具備的條件①能夠在宿主細(xì)胞中______________并穩(wěn)定保存。②有一個(gè)或多個(gè)___________切割位點(diǎn)，供外源基因插入。③具有特殊的________________________，共重組DNA的鑒定和選擇。

④對(duì)受體細(xì)胞

。5.—GAATTC——CTTAAG—被切割后形成的片段是：

和

。基因工程的基本操作程序餐前小菜原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)(補(bǔ)充內(nèi)容）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①不編碼蛋白質(zhì)。：編碼蛋白質(zhì),連續(xù)不間斷編碼區(qū)非編碼區(qū)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)②調(diào)控遺傳信息表達(dá),上游有啟動(dòng)子，下游有終止子真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)（補(bǔ)充內(nèi)容）編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)含子外顯子啟動(dòng)子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)外顯子：能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列：有調(diào)控作用,上游有啟動(dòng)子，下游有終止子非編碼序列：包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)比較連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)非編碼餐前小菜味道如何？思考：?jiǎn)?dòng)子與起始密碼子，終止子與終止密碼子是否相同，如不同有何區(qū)別？啟動(dòng)子、終止子：在

上，分別表示

的開(kāi)始與結(jié)束起始密碼子、終止密碼子：在

上，分別表示

的開(kāi)始與結(jié)束轉(zhuǎn)錄翻譯DNARNA正餐開(kāi)始。。?；蚬こ痰幕静僮鞒绦?、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(cè)與鑒定一、目的基因的獲取1、目的基因主要是指______________________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。2、獲取目的基因的常用方法（1）從基因文庫(kù)中獲取（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增（3）人工合成(1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因1、什么是基因文庫(kù)？2、什么是基因組文庫(kù)？3、什么是部分基因文庫(kù)？4、怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因？5、目的基因的有關(guān)信息與什么相聯(lián)系？閱讀課本第9頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容，回答以下問(wèn)題自主學(xué)習(xí)(1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因2、什么是基因組文庫(kù)？3、什么是部分基因文庫(kù)？4、怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因？5、目的基因的有關(guān)信息與什么相聯(lián)系？閱讀課本9頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容，回答一下問(wèn)題自主學(xué)習(xí)

基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存,各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱(chēng)為基因文庫(kù)(genelibrary)(1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因3、什么是部分基因文庫(kù)？4、怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因？5、目的基因的有關(guān)信息與什么相聯(lián)系？閱讀課本9頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容，回答一下問(wèn)題自主學(xué)習(xí)

基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存,各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱(chēng)為基因文庫(kù)(genelibrary)基因組文庫(kù)：基因文庫(kù)中包含了一種生物所有的基因,這種基因文庫(kù)叫做基因組文庫(kù)(1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因4、怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因？5、目的基因的有關(guān)信息與什么相聯(lián)系？閱讀課本9頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容，回答一下問(wèn)題自主學(xué)習(xí)

基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存,各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱(chēng)為基因文庫(kù)(genelibrary)基因組文庫(kù)：基因文庫(kù)中包含了一種生物所有的基因,這種基因文庫(kù)叫做基因組文庫(kù)部分基因組文庫(kù)：基因文庫(kù)中包含了一種生物的一部分基因,這種基因文庫(kù)叫做部分基因文庫(kù).（如cDNA文庫(kù)）基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)的關(guān)系閱讀課本P10生物技術(shù)資料卡

提出你的疑問(wèn)？提取某種生物的某器官或特定發(fā)育時(shí)期的mRNA單鏈DNA雙鏈cDNA片段重組載體與載體連接cDNA文庫(kù)反（逆）轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存cDNA文庫(kù)的構(gòu)建-----反（逆）轉(zhuǎn)錄法：

基因組文庫(kù)和cDNA文庫(kù)的比較小大無(wú)有無(wú)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)③前提：_______________________②原理：__________④方式：以_____方式擴(kuò)增，即____（n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)）聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段DNA雙鏈復(fù)制指數(shù)2n要有一段已知目的基因的核苷酸序列自主學(xué)習(xí)閱讀課本P10-P11頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容，回答一下問(wèn)題（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因⑤過(guò)程：

過(guò)程高溫變性（解旋為單鏈）低溫退火（引物與單鏈互補(bǔ)結(jié)合）適溫延伸（在Taq酶的作用下合成與模板互補(bǔ)的DNA雙鏈）重復(fù)循環(huán)進(jìn)一步思考：在這個(gè)過(guò)程中都需要什么條件？模板DNA；四種脫氧核苷酸；熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）；能量；DNA引物；具體過(guò)程PCR技術(shù)擴(kuò)增與DNA復(fù)制的比較堿基互補(bǔ)配對(duì)四種脫氧核苷酸模板、能量、酶、原料、引物DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化體外復(fù)制主要細(xì)胞核內(nèi)熱穩(wěn)定的DNA聚合酶細(xì)胞內(nèi)的DNA聚合酶大量的DNA片段形成整個(gè)DNA分子目的基因的mRNA單鏈DNA(cDNA）雙鏈DNA(即目的基因)反轉(zhuǎn)錄合成1）反轉(zhuǎn)錄法：

以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需的基因。蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列目的基因推測(cè)推測(cè)化學(xué)合成2）根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法：（3）、人工合成的目的基因牛刀小試《同步練習(xí)冊(cè)》P6基礎(chǔ)鞏固1、3從前你要擴(kuò)增DNA，

總有培養(yǎng)大批細(xì)胞的重任要你背。

這時(shí)有個(gè)家伙叫KaryMullis博士的，

他鉆出來(lái)說(shuō)體外合成也一樣OK！

只要把你的模板混上緩沖液，再加些引物，

還有核苷和聚合酶。

變性，退火，和延伸。

加熱~冷卻~加熱~太神奇了！

當(dāng)你想要檢測(cè)突變，來(lái)啊做PCR吧！

當(dāng)你想要基因重組，來(lái)啊做PCR吧！

當(dāng)你想知道孩子他爹到底是誰(shuí)，來(lái)啊做PCR吧！

當(dāng)你想要偵破大案，來(lái)啊做PCR吧！二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心問(wèn)題1．為何要構(gòu)建基因表達(dá)載體？

問(wèn)題2．作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么？問(wèn)題3．基因表達(dá)載體的構(gòu)建需要哪些工具酶，如何將目的基因與運(yùn)載體連接起來(lái)形成重組DNA分子（以質(zhì)粒為運(yùn)載體）？問(wèn)題4．將目的基因與載體混合并用DNA連接酶處理后，會(huì)出現(xiàn)幾種結(jié)果，怎樣從中篩選處所需要重組質(zhì)粒？

小組討論：a、使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給子代b、同時(shí)使目的基因能表達(dá)和發(fā)揮作用問(wèn)題2：作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么？二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心問(wèn)題1：為何要構(gòu)建基因表達(dá)載體？1.基因表達(dá)載體的作用：2.基因表達(dá)載體的組成：它們有什么作用？a、目的基因b、啟動(dòng)子c、終止子d、標(biāo)記基因位于基因的首端,是mRNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)位于基因的尾端,終止轉(zhuǎn)錄檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞問(wèn)題3：基因表達(dá)載體的構(gòu)建需要哪些工具酶？如何將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合起來(lái)形成重組DNA分子（以質(zhì)粒為運(yùn)載體）？工具酶：限制酶、DNA連接酶質(zhì)粒目的基因限制酶處理一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口獲得目的基因DNA連接酶表達(dá)載體同種過(guò)程:問(wèn)題4：將目的基因與載體混合并用DNA連接酶處理后，會(huì)出現(xiàn)幾種結(jié)果，怎樣從中篩選處所需要重組質(zhì)粒？

目的基因-目的基因連接物目的基因-載體連接物載體-載體連接物例1．圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性?xún)?nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)，ampR為青霉素抗性基因，tetR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動(dòng)子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖回答：（1）將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有_______________、_______________、_______________三種。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質(zhì)粒，需要對(duì)這些連接產(chǎn)物進(jìn)行_______________。（2）用上述3種連接產(chǎn)物與無(wú)任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是_______________；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是___________

____。（3）目的基因表達(dá)時(shí)，RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)是___________，其合成的產(chǎn)物是___________。（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是_______________。

分離純化載體-載體連接物目的基因-載體連接物、載體-載體連接物啟動(dòng)子mRNAEcoRI和BamHI目的基因-目的基因連接物目的基因-載體連接物載體-載體連接物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。注意轉(zhuǎn)化

——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——用Ca+處理細(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)步驟三：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法特點(diǎn):能感染雙子葉植物和祼子植物,對(duì)單子葉植物無(wú)感染能力Ti質(zhì)粒的T—DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到其染色體上轉(zhuǎn)化過(guò)程:Ti質(zhì)粒目的基因構(gòu)建表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞插入植物細(xì)胞染色DNA表達(dá)新性狀轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌（2）基因槍法（成本高）（3）花粉管通道法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╋@微注射受精卵移植到子宮或輸卵管受精卵發(fā)育新性狀動(dòng)物受體細(xì)胞是什么？為什么采用受精卵？體積大，易操作；全能性高3、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用法：Ca2+處理常用菌：大腸桿菌微生物作受體細(xì)胞原因：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)少過(guò)程：Ca2+處理大腸桿菌感受態(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DNACa2+處理：可增大細(xì)胞壁的通透性，使重組質(zhì)粒能夠?qū)氲绞荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中的方法的比較農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,基因槍法，花粉管通道法顯微注射法Ca2＋處理法體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA→表達(dá)目的基因表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(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(四)目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)①導(dǎo)入檢測(cè)：目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞方法——DNA分子雜交知識(shí)延伸——DNA分子雜交技術(shù)

該方法是根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，把互補(bǔ)的雙鏈DNA解開(kāi)，把單股的DNA小片段用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑等進(jìn)行標(biāo)記，之后同被檢測(cè)的DNA中的同源互補(bǔ)序列雜交，從而檢出所要查明的DNA或基因。返回(四)目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)①導(dǎo)入檢測(cè)：目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞方法——DNA分子雜交②表達(dá)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄檢測(cè)——分子雜交翻譯檢測(cè)——抗原-抗體雜交2、檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA3、檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)①方法:分子雜交方法:抗原-抗體雜交②過(guò)程:

用上述探針和轉(zhuǎn)基因生物的mRNA雜交,若出現(xiàn)雜交帶,表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA(四)目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)①導(dǎo)入檢測(cè)：目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞方法——DNA分子雜交②表達(dá)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄檢測(cè)——分子雜交翻譯檢測(cè)——抗原-抗體雜交分子檢測(cè)法鑒定抗蟲(chóng)鑒定抗