4.1.2基因工程赋予生物新的遗传特性课件2023-2024学年高二下学期生物浙科版选择性必修3

基因工程赋予生物新的遗传特性 第2课时 第1节 浙科版 选择性必修3 1 1.能阐明PCR的原理,反应所需的条件和PCR反应的过程 2.尝试PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定 学习目标 新知学习 课堂总结 1.启动子: 2.终止子: 位于基因的“上游”,有RNA聚合酶结合的位点,控制转录的开始; 位于基因末端,当RNA聚合酶到达时,释放出RNA产物,转录结束。 真核、原核基因的结构 学习目标 新知学习 课堂总结 3.编码序列 (1)原核基因中编码蛋白质的序列是连续的 (2)真核基因中编码蛋白质的序列是不连续的。编码蛋白质的序列称为外显子,外显子之间不能编码蛋白质的序列称为内含子。 学习目标 新知学习 课堂总结 4 (3)真核基因和原核基因的表达 真核基因的外显子和内含子均会被转录 真核细胞转录形成的RNA需要经过加工,才可用于翻译 原核细胞转录形成的RNA,不需要加工,可直接用于翻译 学习目标 新知学习 课堂总结 5 一、基因工程的基本操作步骤 获取目的基因 构建重组DNA分子 将重组DNA分子导入受体细胞 检测目的基因及其表达产物 目的基因的获取 学习目标 新知学习 课堂总结 6 二、目的基因的获取 目的基因:人们感兴趣、想研究的基因,主要是指编码蛋白质的基因 目前被广泛提取使用的目的基因有:苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因(抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因、人干扰素基因等。 目的基因 “杀虫基因”—Bt抗虫蛋白基因 学习目标 新知学习 课堂总结 2024/1/31 (一)获取目的基因的方法 1.化学合成法 ①需要仪器:DNA合成仪。 ②适用目的基因类型:要获取的基因比较小,核苷酸序列又已知; ③不需要模板。 学习目标 新知学习 课堂总结 把某种生物的基因组DNA切成适当大小,分别与载体组合,导入微生物细胞,形成克隆,基因组中所有DNA序列克隆的总汇称为基因文库。 2.构建基因文库来获取目的基因 (1)基因组文库 (2)cDNA文库 学习目标 新知学习 课堂总结 ①基因组文库:含有一种生物的全部基因。 提取某种生物的全部DNA 用适当的限制酶酶切 一定大小的DNA片段 将DNA片段与载体连接 基因表达载体 导入受体菌中储存 基因组文库 ②部分基因文库:只包含了一种生物的部分基因,如:cDNA文库。 提取某种生物的某器官或特定发育时期的mRNA 反(逆)转录酶 单链互补DNA DNA聚合酶 双链DNA片段 与载体连接 基因表达载体 导入受体菌中储存 cDNA文库 学习目标 新知学习 课堂总结 真核细胞的cDNA的获取 编码区 非编码区 非编码区 DNA聚合酶 剪接有关的酶 RNA聚合酶 mRNA前体 mRNA 单链DNA cDNA 逆转录酶 转录 剪接 逆转录 复制 启动子 终止子 基因 不含非编码序列。即不含非编码区和内含子 学习目标 新知学习 课堂总结 基因组DNA文库与cDNA文库的比较 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 基因中启动子 基因中内含子 基因多少 物种间的基因交流 小 大 无 有 无 有 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 可以 部分基因可以 学习目标 新知学习 课堂总结 3.PCR技术(聚合酶链式反应) 在DNA聚合酶作用下,在体外进行DNA大量扩增的一种分子生物学技术 优点:简单、快速、灵敏 应用:医学鉴定、法医鉴定、古生物学研究 学习目标 新知学习 课堂总结 (1)原理: 模仿体内DNA复制过程 (2)条件: 模板: 原料: 酶: 引物: 待扩增的DNA分子 4种脱氧核苷三磷酸,即dNTP,N代表A、T、G、C DNA聚合酶 短的D单链DNA 学习目标 新知学习 课堂总结 (3)过程: (包括多次循环) ①变性 ②退火 ③延伸 反应过程:模板DNA双链在高温下(90~95 )氢键断裂,解旋成2条DNA单链 温度降低(50~60 )后,2个引物分别与各自互补的DNA单链结合 分别以两条DNA单链为模板,4种脱氧核苷三磷酸为原料,耐高温的Tag DNA聚合酶在适宜的温度(约72 )下,以引物与模板形成的小段DNA双链区为起点,催化合成一条新的DNA互补链。 学习目标 新知学习 课堂总结 思考: (1)PCR技术中DNA双链解旋的原理与体内DNA复制相同吗?为什么? (2)PCR扩增的DNA片段大小由什么决定? 学习目标 新知学习 课堂总结 (4)产物鉴定的方法 -电泳技术 核酸带负电,其移动速率主要受核酸片段长度的影响。在电场强度一定时,核酸分子越大,向正极移迁速率越慢。 每个条带包含的DNA片段长度是相同的 DNA相对分子质量标准物-作为参照物 亚甲基蓝将DNA染成蓝色 分离、鉴定、纯化核酸和蛋白质的方法 学习目标 新知学习 课堂总结 1.实验原理: 活动 PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴