高中生物选修三 基因工程的基本操作程序

1.2基因工程的基本操作程序,一、从基因文库中直接获取目的基因,1.阐述基因文库概念、分类、构建目的,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,种类,基因组DNA文库：含有一种生物的全部基因,部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因， 如：cDNA文库,目的：获取目的基因。,2.阐述基因文库的构建过程,（1）基因组文库的构建,提取某生物 全部DNA,用适当 限制酶切割,许 多 DNA片段,与载体连接 导入受体菌群,该生物基 因组文库,（每个受体菌含有一段不同的DNA片段）,（2）cDNA文库的构建mRNA反转录形成,与载体连接 导入受体菌群,mRNA,逆转录酶,杂交双链,核酸酶H,单链DNA,DNA聚合酶,双链DNA (cDNA),该生物 cDNA文库,基因组文库的构建,提取某生物 全部DNA,许 多 DNA片段,该生物基 因组文库,与载体连接 导入受体菌群,cDNA文库的构建,mRNA,单链DNA,双链DNA,杂交双链,3.基因组文库和部分基因组文库(cDNA文库)比较,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,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:,4.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,模板 原料 引物 酶,DNA片段,四种脱氧核苷酸,单链DNA分子片段,耐热的DNA聚合酶,PCR的条件：,二、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的过程：,利用PCR技术扩增目的基因,变性(90-95),复性(55-60),延伸(70-75),三、用化学方法直接人工合成,条件：,基因较小，核苷酸序列已知。,DNA合成仪,蛋白质的氨基酸顺序,mRAN 核苷酸序列,基因DNA的核苷酸序列,目的 基因,推测,推测,合成,DNA合成仪,例如,质粒,目的基因,限制酶,四、基因表达载体的构建,基因表达载体的构建过程,限制性核酸内切酶、DNA连接酶,用同种限制性核酸内切酶分别切割质粒和目的基因的两端,基因表达载体的组成：,2.基因表达载体的启动子、终止子的作用，与起始密码、终止密码作用是否相同？,不相同。启动子、终止子的作用是调控基因转录过程；起始密码、终止密码的作用是调控翻译过程,3.如果目的基因不构建成表达载体能否复制与表达？为什么？ 目的基因在受体细胞中不能自我复制，不能稳定存在，不能表达和发挥作用。 因为质粒中有复制原点；有启动子、终止子等调控组件。,1D 2B 3C,4.（1） 生物体细胞中分离 化学方法人工合成 （2）转录 逆(或反)转录 4种脱氧核苷酸 逆转录酶 （3）质粒 限制性内切酶（内切酶） DNA连接酶 碱基互补配对 （4） B 5 大于 反转录酶 可以 DNA cDNA 耐高温 6.（1）目的基因载体连接物 载体-载体连接物 目的基因-目的基因连接物 （2）载体-载体连接物 （3）启动子 mRNA （4）EcoRI和BamHI,例1.水稻种子中70的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，易引起水华。为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。,学科网,图中基因组文库_(小于/等于/大于)cDNA文库。,B过程需要的酶是_；A、C过程中_(可以不可以)使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。,学科网,大于,反转录酶,可以,目的基因和除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中_和_为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是_。,DNA,cDNA,耐高温,12 基因工程的基本操作程序第一课时,目的基因的获取：,基因表达载体的构建,1目的基因：,2获取目的基因的方法,(1)从基因文库中获取,(2)利用PCR技术扩增,(3)人工合成法,1表达载体的组成,2表达载体的功能,目的基因 启动子 终止子 标记基因,