2023届高三生物一轮复习课件基因工程2——基因工程的基本操作程序

基因工程的基本操作程序 第14单元 基因工程 欢迎进入朱建标老师之《生命课堂》 基因工程的基本操作程序 1.目的基因的筛选与获取 欢迎进入朱建标老师之《生命课堂》 一、目的基因的筛选与获取 目的基因 在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物的基因。主要是指编码蛋白质的基因。 与生物抗逆性相关的基因 与优良品质相关的基因 与生物药物和保健品相关的基因 与毒物降解相关的基因 与工业所需酶相关的基因 …… 苏云金芽孢杆菌 含有 Bt基因 伴胞晶体蛋白 (Bt抗虫蛋白) 表达 抗虫棉 培育 2.筛选合适的目的基因 基因海洋 目的基因 如何筛选 相关的已经结构 和功能清晰的基因 筛选 3.利用PCR获取和扩增目的基因 人工合成 获取目的基因的方法 PCR扩增 常用方法 我国首批转基因抗虫棉的培育使用 ①PCR的含义 聚合酶链式反应 DNA半保留复制 ②PCR的原理 ③DNA复制所需的基本条件 参与的组分 在DNA复制中的作用 解旋酶 DNA母链 4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 引物 打开DNA双链 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 催化合成DNA子链 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 5’- -3’ 引物 引物为DNA聚合酶提供了游离的3’端，使DNA聚合酶从3’端延伸子链。(DNA聚合酶不具有从头合成子链的功能) 引物的作用 5’- -3’ -5’ 3’- 引物 引物 子链延伸 子链延伸 3’- -5’ 引物自身及引物之间不应存在互补序列 ④PCR所需的基本条件 参与的组分 在DNA复制中的作用 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 打开DNA双链 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 催化合成DNA子链 维持反应体系的pH 激活DNA聚合酶的活性 目的基因DNA 4种脱氧核苷酸 耐高温的DNA聚合酶(Taq酶) 引物 缓冲液 Mg2+ 高温 95℃ ⑤PCR的过程 5’- -3’ 3’- -5’ 3’- -5’ 5’- -3’ 第1步：变性 当温度超过90℃时，双链DNA解旋为单链。 DNA模板 4种脱氧核苷酸 引物 耐高温的DNA聚合酶 ⑤PCR的过程 3’- -5’ 5’- -3’ 第2步：复性 当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 50℃ 3’- -5’ 5’- 5’- -3’ -5’ ⑤PCR的过程 第3步：延伸 当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 72℃ -3’ 3’- -5’ 5’- 5’- -3’ -5’ 3’- 3’- -5’ 5’- 5’- -3’ -5’ ⑤PCR的过程 第一轮循环的产物作为第二轮反应模板，经过变性、复性和延伸三步产生第二轮循环产物。 -3’ 3’- -5’ 5’- 5’- -3’ 3’- -5’ 5’- -3’ -5’ 3’- -3’ -5’ 3’- 5’- 3’- -5’ 5’- -3’ 5’- -3’ -5’ 3’- DNA解链为单链 高温(95℃)变性 低温(50℃)复性 中温(72℃)延伸 引物结合到互补DNA链 Taq酶从引物起始进行子链的合成 ⑥PCR的过程总结 PCR过程可以在PCR扩增仪(PCR仪)中自动完成。 13 常采用琼脂糖凝胶电泳技术来鉴定PCR扩增产物。 ⑦PCR扩增产物的鉴定 较小的DNA片段在凝胶中的移动相对容易，较大的DNA片段移动难。 当电泳结束时，比较DNA样品所在的位置和一系列已知大小的DNA片段的位置(标准)，这些已知大小的片段称为DNA分子量标准样。 比较项目 细胞内DNA复制 PCR技术 区别 解旋 方式 解旋酶催化 边解旋边复制 DNA在高温下变性解旋 全部解旋后在复制 场所 主要在细胞核内 细胞外(主要在PCR扩增仪内) 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 耐高温的DNA聚合酶 温度 细胞内温和条件 控制温度，需在不同温度下进行 结果 合成整个DNA分子 扩增特定的DNA片段或基因 联系 ①模板:均需要脱氧核苷酸双链作为模板 ②原料:均为四种脱氧核苷酸 ③酶:均需DNA聚合酶 ④引物:都需要引物，使DNA聚合酶从引物的3’端合成子链 ⑧对比 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 1 1 第一次扩增 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 3 3 第二次扩增 第三次扩增 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 7 7 一个DNA，一对引物（A与B），通过PCR扩增n次： ①扩增产物中，含引物A（或B）的DNA分子数为：______个 ②复