高中生物新课标高三复习课件（理）专题1_基因工程的基本操作程序

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,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,阅读与思考,1、什么是目的基因？ 2、获取目的基因的方法有哪些？其操作过程分别是怎样的？ 3、基因工程的理论基础 中心法则 4、重组DNA的理论基础 （1）DNA的基本单位都是四种脱氧核苷酸 （2）DNA分子都遵循碱基互补配对的原则 （3）生物界共用一套遗传密码,请阅读P9第一和二两段,1、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。 2、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,一、目的基因的获取,从基因文库中获取目的基因,基因文库,基因组文库,部分基因文库,基因文库的构建过程,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。,基因组文库,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。,目的基因的mRNA,单链DNA,反转录酶,DNA聚合酶,双链DNA (目的基因),基因文库的构建过程,如何从基因文库中找到所需要的基因？,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。,1、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,启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质 终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，能终止mRNA的转录,RNA聚合酶:能够识别启动子上结合位点的一种蛋白质.,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 基因结构,有调控遗传信息表达的核苷酸序列.包括启动子和终止子,2.真核细胞的基因结构,编码区,非编码区,非编码区,内含子,外显子,转录,mRNA前体,加工,翻译,肽链,启动子,终止子,成熟mRNA,能够编码蛋白质的序列。,不能够编码蛋白质的序列。,外显子:,内含子:,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（启动子）。,非编码序列：,包括非编码区和内含子,3、原核细胞与真核细胞的基因结构比较,思考,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？,连续,不连续,编码区,非编码,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。,选修1P58,模板 原料 引物酶 控制温度,利用PCR技术扩增目的基因,目的基因DNA,四种脱氧核苷酸,如单链DNA分子片段,耐热的DNA聚合酶,PCR仪自动调控,PCR的条件：,用化学方法直接人工合成,条件：,基因较小，核苷酸序列已知。,5,5 ,3,3,模板 原料 引物酶 控制温度,利用PCR技术扩增目的基因,目的基因DNA,四种脱氧核苷酸,如单链DNA分子片段,耐热的DNA聚合酶,PCR仪自动调控,PCR的条件：,PCR反应的过程,变性(90-95),复性(55-60),延伸(70-75),二、基因表达载体的构建核心,用切目的基因相同的限制性内切酶切割质粒,二、基因表达载体的构建核心,二、基因表达载体的构建核心,目的基因,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。,一段有特殊结构的DNA片段。 位于基因的尾端。,二、基因表达载体的构建核心,启动子的作用：,终止子作用：,使转录在所需要的地方停止。,标记基因作用：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。,是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质。,二、基因表达载体的构建核心,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。,二、基因表达载体的构建核心,