3.2 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择性必修3

基因工程的基本操作程序 基因工程 1 基因工程的基本操作程序 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 2 用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂,用于防治棉花虫害已有多年历史 苏云金杆菌的杀虫作用与Bt基因有关 掌握了Bt基因的序列信息 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 从相关已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。 Bt蛋白分解为多肽后,与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合,导致细胞膜穿孔,造成害虫死亡。 Bt蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才表现出毒性,人和牲畜的胃液呈酸性,肠道细胞也没有特异性受体。 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。 主要指编码蛋白质的基因。 目的基因 目的基因 3 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 编码区上游 编码区下游 真核细胞 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 基因结构——真核细胞 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 ①不编码蛋白质。 :编码蛋白质 ,连续不间断 编码区 非编码区 原核细胞 基因结构 ②调控遗传信息表达,上 游有启动子,下游有终止子 基因结构——原核细胞 原核细胞 真核细胞 不同点 编码区是_的 编码区是间隔的、_的 相同点 都由能够编码蛋白质的_和 具有调控作用的_区组成的 连续 不连续 编码区 非编码 基因结构——原核细胞 01 目的基因的获取——从基因组文库中获取 含有某种生物全部基因片段的重组DNA的克隆群体。 如何获取目的基因? 将整个基因组DNA片段切割成大小合适的片段 将这些片段分别与载体连接起来 导入受体菌 的群体中储存 基因组文库 7 提取某种生物的全部DNA 用适当的 限制酶 一定大小的DNA片段 将DNA片段 与载体连接 导入受体菌中储存 基因组文库 基因组文库的构建 01 目的基因的获取——从基因组文库中获取 通过对受体菌群的培养而培养一种生物的全部基因 (每个受体菌含有一段不同的DNA片段) cDNA文库的构建 提取某种生物的某器官或特定发育时期的mRNA 单链DNA 双链cDNA片段 重组载体 与载体 连接 cDNA文库 逆转录酶 DNA 聚合酶 导入受体 菌中储存 RNA水解 若有控制目的基因合成的mRNA,是否可以知道目的基因核苷酸顺序? 01 目的基因的获取——从cDNA文库中获取 cDNA文库 包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合成为该组织细胞的cDNA文库。 推测:cDNA文库和基因组文库相比,得到的基因不含哪些结构? 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 基因中有无启动子 基因中有无内含子 基因多少 小 大 无 有 无 有 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 01 目的基因的获取——从cDNA文库中获取 为什么用生物发育某个时期的mRNA反转录得的DNA只有这种生物的部分基因? 某个时期的发育是基因选择性表达的结果 DNA合成仪 推测 推测 合成 蛋白质的氨基酸顺序 mRNA核苷酸序列 基因DNA的核苷酸序列 目的基因 若已知目的基因表达出的蛋白质种氨基酸的排列顺序,能否知道目的基因的碱基排列顺序? 01 目的基因的获取—— 通过化学合成法 从基因文库中直接获取 化学合成法 PCR扩增 基因组文库 cDNA文库 全部基因 含启动子、内含子 部分基因 不含启动子、内含子 序列明确且分子量小 目的基因的获取 获取的基因有没有启动子和终止子? 02 基因表达载体的构建 (核心工作) 获得了足量的目的基因后,是否能直接将目的基因导入受体细胞呢? 目的:确保基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代; 使目的基因能够表达和发挥作用。 思考:基因表达载体要有哪些元件?各个元件有什么作用? 目的基因:能控制表达所需要的特殊性状 启动子: 位置:基因的上游 功能:RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA。 复制原点: DNA复制的起始位点 终止子: 位置:基因的下游 功能:终止转录 标记基因:便于重组DNA分子的筛选和鉴定。 02 基因表达载体的构建 基因工程 14 辨析: 02 基因表达载体的构建 载体≠表达载体: 相同点:二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段。 区别:表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构。 启动子和终止子 起始密码子和终止密码子 本质 DMA片段 mRNA上三个相邻碱基 位置 DNA分子上 RNA分子上 作用 起始和终止DNA的转录 起始和终止翻译的过程 02 如何构建抗虫棉的基因表达载体? 目的基因