1.2基因工程的基本操作程序课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选修3

1.2 基因工程的基本操作程序 基因工程基本操作的四个步骤 一、目的基因的获取 二、基因表达载体的构建 三、将目的基因导入受体细胞 四、目的基因的检测与鉴定 （前提） （核心） （关键） （保证） 一、目的基因的获取 一)、目的基因主要是______________________ 编码蛋白质的基因 二）、获取目的基因的常用方法有哪些? 1.从基因文库中获取 2.利用PCR技术扩增 3.化学方法人工合成 请阅读P9第一和二两段 也可以是一些具有调控作用的因子 (一)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。 2.基因文库的分类: 种类 基因组文库：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 全部 部分 基因文库的构建过程 （1）基因组文库的构建 3.基因文库的构建方法 限制酶 拼接到载体上 导入受体菌中储存 提取某种生物的全部DNA 一定大小的DNA片段 重组载体 基因组文库 提取生物某个发育时期的mRNA 单链DNA 逆转录酶 DNA聚合酶 双链CDNA(只含该生物部分基因) 导入到受体菌群储存 （2）cDNA文库的构建—逆转录法 mRNA 与载体连接 重组载体 cDNA文库 问题4：它们有何区别？ 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 小 大 基因中启动子 无 有 基因中内含子 无 有 基因多少 某种生物的部分基因 某种生物的 全部基因 物种间的基因交流 可以 部分基因可以 (3)基因组文库和cDNA文库比较 注意： 基因文库中不是直接保管相应基因，而是保存受体菌，菌中含基因。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 真核细胞的基因结构（补充内容） 编码区 非编码区 非编码区 与RNA聚合酶 结合位点 内含子 外显子 启动子 终止子 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,上游有启动子，下游有终止子 非编码序列： 包括非编码区和内含子 (4)从基因文库得到目的基因的方法 依据： 目的基因的相关信息 如： 根据基因的核苷酸序列; 基因的功能; 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 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (二)利用PCR技术扩增目的基因—多聚酶链式反应（体外） 1、原理： 2、前提： 3、条件： PCR扩增仪 DNA双链复制的基本原理 一段已知目的基因的核苷酸序列 ①四种脱氧核苷酸（dNTP） ④引物 ③热稳定DNA聚合酶(Taq酶） ②DNA的两条链为模板 5、方式： 以_____形式扩增，即____（n为扩增循环的次数） 指数 2n 4、结果：_______________________________________________________ 使目的基因的片段在短时间内大量扩增 利用PCR技术扩增目的基因 过程 变性、退火、延伸三步曲 变性：加热至90～95℃双链DNA解链成为单链DNA 退火：冷却至55～60℃部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合 延伸：加热至70～75℃以目的基因为模板，合成互补的新DNA链 变性 退火 延伸 90～95℃ 55～60℃ 70～75℃ 需要提供合成模板； 合成的方向都是5’→3’。 DNA聚合酶不能起始新的DNA链，必须要有引物提供3’-OH； 核糖 脱氧核糖 5’ 3’ G—G T—C 3’ 5’ G—A C—C 5’ 3’ 引物Ⅱ G—G 1.目的基因DNA受热变性，解链； 2.引物与单链互补结合； 3.合成链在热稳定DNA聚合酶作用下进行延伸。 5’ 3’ A—G 引物Ⅰ PCR技术扩增与DNA复制的比较： PCRPCRRRRR PCR技术 DNA复制 原理 原料 条件 相同点 不同点 解旋方式 场所 酶 结果 碱基互补配对 四种脱氧核苷酸 模版、能量、酶 高温变性解旋 解旋酶催化 体外复制 细胞核内 Taq DNA聚合酶 DNA聚合酶 大量的DNA片段 形成DNA分子 （三）化学方法人工合成目的基因 根据已知的氨基酸序列合成DNA法： 蛋白质的氨基酸序列 基因的脱氧核苷酸序列 mRNA的核苷酸序列 目的基因 推测 推测 化学 合成 条件： 若基因_____，核苷酸序列______ ，可用此法。 较小 已知 DNA合成仪 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （1）用一定的_________切割质粒