生物：1.2《基因工程的基本操作程序》课 件(新人教版选修3)

基因工程的基本操作程序

基因工程的基本操作程序1.目的基因的获取

2.基因表达载体的构建

3.将目的基因导入受体细胞

4.目的基因的检测与鉴定

基因操作的基本步骤一、提取目的基因——将需要的基因从供体生物 的细胞内提取出来。 目前被较广泛提取 使用的目的基因有：苏 云金杆菌抗虫基因、人 胰岛素基因、人干扰素 基因、种子贮藏蛋白基 因、植物抗病基因等。供体生物细胞

取出DNA 用限制酶剪 去多余部分

限制酶

目的基因

获得目的基因的方法1. 从基因文库中获取目的基因什么是基因文库？ 什么是部分基因文库？ 怎样从基因文库中得到我们所需的目 的基因？

目的基因的有关信息与什么相联系？

逆转录酶

mRNA

病 毒 逆 转 录 的 过 程

RNA

RNA-DNA 杂合双链

单链DNA

DNA聚合酶双链DNA

为什么cDNA文库中不含启动子、内含子？原核细胞的基因结构非编码区 编码区 非编码区

转录RNA (编码序列) 调控遗传信息的表达 (调控序列)

真核细胞的基因结构非编码区上游

编码区 (结构基因)

非编码区下游 终止子

启动子

外显子 内含子 (能编码蛋白质) (不能编码蛋白质) 真核细胞的一个基因的编码区转录出mRNA前体， 需把其中的内含子切除，外显子拼接成成熟mRNA。

获得目的基因的方法2.人工合成基因法——PCR扩增技术PCR (polymerase chain reaction) ——聚合酶链式反应 是一项再生物体外复制特定DNA片段 的核酸合成技术。通过此技术，可获 取大量的目的基因。

PCR技术 原理： DNA双链复制的基本原理 前提：一段已知目的基因的核苷酸序列， 以便根据这一序列合成引物。

条件: 过程：

DNA模板、引物、热稳 定DNA 聚合酶和4种脱 氧核苷酸。

1. 目的基因DNA受热变性，解链； 2. 引物与单链互补结合； 3. 合成链在DNA聚合酶作用下进行 延伸。

PCR扩增仪

④过程：

(3)人工合成法：

核苷酸序列 又已知。 ①条件：基因比较小，___________

DNA合成仪 用化学方法直接人工合成。 ②方法：通过____________

DNA复制

PCR技术

解旋方式场所 区 别 酶

解旋酶催化细胞内(主要在细胞 核内) DNA解旋酶、普通 的DNA聚合酶等

DNA在高温作用下 变性解旋细胞外(主要在PCR 扩增仪内) 耐热的DNA聚合酶 (Taq聚合酶)

温度条件合成的对象联

细胞内温和条件DNA分子

需控制温度，在较高 温度下进行DNA片段或基因②原料：

①模板：均需要脱氧核苷酸链作为模板进行物质合成

均为四种脱氧核苷酸 ③酶：均需要DNA聚合酶进行催化

系

④引物：均需要引物，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸

基因操作的基本步骤二、基因表达载体的构建

——基因工程的核心 使目的基因在受体细胞中稳定存在， 目的： 并且可以遗传给下一代，同时使目的 基因能够表达和发挥作用。

所需组分：

它们各自 的作用是 什么?

基因操作的基本步骤三、将目的基因导入受体细胞——转化基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草 杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。 用人工的方法使体外重组的DNA分子转移到 受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途 径。 目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细 胞的繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快， 在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。

将目的基因导入各类细胞的方法 将目的基因导入植物细胞农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 将目的基因导入动物细胞 显微注射技术 将目的基因导入微生物细胞 感受态细胞吸收DNA分子

基因操作的基本步骤四、目的基因的检测与鉴定

检测转基因生物是否插入了目的基因 检测目的基因是否转录出mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质

分子杂交技术

检测对象 目的基因是否导入 分子 水平 目的基因是否转录 目的基因是否翻译 个体 水平 受体是否具有转基 因特征

方法 DNA分子杂交法 DNA-RNA分子杂 交法

抗原-抗体杂交法 接种实验