3.2.2 基因工程的基本操作程序-2023-2024学年高二生物实践教学优质课件（人教版2019选择性必修3）

第三章 第二节 基因工程的基本操作程序（2） 重组DNA技术的基本工具　 重组 DNA分子 胰岛素基因 DNA 限制酶 限制酶 DNA连接酶 载体 重组 DNA分子 大肠杆菌 导入 温故知新 PCR技术 温故知新 3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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 第一步 第二步 第三步 第四步 目的基因的检测与鉴定 基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 1.用化学方法人工合成 2.从基因文库中获取 3.通过PCR技术体外扩增 一、目的基因的筛选与获取 1. 构建的目的 （1）让目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。 （2）同时使目的基因能够表达和发挥作用。 基因表达载体 抗虫基因 与载体拼接 （基因工程的核心） 二、基因表达载体的构建 构建 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2. 载体组成 （1）启动子： ①本质：一段有特殊序列结构的 片段。 DNA ②功能：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。 表达载体 启动子 目的基因 终止子 复制原点 （基因工程的核心） （2）终止子： ①本质：一段有特殊序列结构的 片段。 ②功能：使转录在所需要的地方停下来。 DNA 二、基因表达载体的构建 构建 在基因工程中，有时为了满足应用需要，会在载体上人工构建诱导型启动子，当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。 启动子具有组织特异性， 制作乳腺生物反应器时，需要将药用蛋白基因插入在乳腺蛋白基因的启动子之后 A.诱导型启动子：受环境因素影响，当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。 B.组成型启动子：不受环境因素影响，不需其他因子诱导可以稳定表达。 7 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （3）标记基因： ①作用： 便于重组DNA分子的筛选。 ②常见类型： 抗生素抗性基因、 荧光蛋白基因等。 启动子 终止子 标记基因 复制原点 目的基因 （基因工程的核心） 主要是指编码蛋白质的基因，能控制表达所需要的特殊性状，如Bt基因。 （5）复制原点： DNA复制的起始位点。 注意：目的基因必须插入到 与 之间。 启动子 终止子 （4）目的基因： 二、基因表达载体的构建 构建 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 位置 功能 启动子、终止子、起始密码子、终止密码子的比较 DNA片段 DNA片段 mRNA上三个相邻的碱基 mRNA上三个相邻的碱基 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来 翻译的起始信号（编码氨基酸） 翻译的结束信号（不编码氨基酸） 4. 限制酶的选择原则 如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SamⅠ。 所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 (1)不破坏目的基因原则： (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则： 思考 二、基因表达载体的构建 构建 通常选择与切割目的基因相同的限制酶切割质粒，如图中PstⅠ； 为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接（或为了保证目的基因和质粒发生定向连接）可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种不同的限制酶分别切割目的基因和质粒。 (3)确保出现相同黏性末端原则： 思考 4. 限制酶的选择原则 二、基因表达载体的构建 构建 载体 （质粒） DNA分子 （含目的基因） 限制酶处理 带有黏性末端或平末端的切口 带有相同黏性末端或平末端的目的基因片段 DNA连接酶 重组DNA分子 （重组质粒） 同一种 问题：该过程需要用到基因工程哪些工具？ 3. 构建过程 二、基因表达载体的构建 构建 问题探讨： 1、使用一种DNA限制酶进行切割，是否只会得到目的基因与载体结合的这一种重组DNA？ 载体 目的基因 自连 片段间的连接 目的基因自连 质粒自连 目的基因与质粒连接 目的基因与目的基因连接 质粒与质粒连接 正向连接 反向连接 1 1’ 2 2’ 1 2 2’ 1’ 2 2’ 1’ 1 一、目的基因的筛选与获取 2.如何防止目的基因和质粒的自身环化以及目的基因的反向连接？ 选择两种不同的限制酶同时对目的基因和质粒切割 -G -CTTAA -A -TCTAG 问题探讨： -G -CTTAA 3.要保证目的基因能与载体相连接，还要对引物进行什么操作？ 要在两种引物的5′端分别添加上限制酶的识别序列。 二、基因表达载体的构建 构建 下列哪项不是基因表达载体的组成成分( ) A.启动子 B