3.1.4 目的基因的获取、基因表达载体的构建（教学课件）生物人教版选择性必修3

选择性必修3 高中生物学 （2019苏教版） 第4课时　目的基因的获取、基因表达载体的构建 第三章 基因工程 第一节 基因工程及其技术 核心素养 学习目标 01 素养要求 02 1.简述目的基因的获取方法。 2.简述基因表达载体的组成及构建过程。 科学思维：归纳基因表达载体构建对限制酶的选择依据。 非编码区 非编码区 启动子：RNA聚合酶的识别和结合位点 开始转录 编码区 终止子：终止转录 非编码区 组成：编码区上游与编码区下游 功能：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达 启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列 终止子：终止RNA的合成位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止 编码区：编码蛋白质的合成 基因的结构 ——原核生物基因 RNA聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质。 　 科学工作者分离得到了某原核生物基因，并将其解离成两条单链。现让其中一条链与由该基因转录而来的信使RNA杂交配对，结果如图所示。 非编码区 非编码区 编码区 信使RNA 基因的一条链 Ａ Ｂ Ｃ 基因的结构 ——原核生物基因 非编码区 非编码区 编码区 与RNA聚合酶结合位点 外显子 内含子 1 2 3 4 5 加 工 mRNA前体 成熟mRNA 不能编码蛋白质的序列=内含子+非编码区序列 编码序列=外显子 1 2 3 4 5 启动子 终止子 ——真核生物基因 转 录 基因的结构 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子 内含子： 外显子： 成熟信使RNA 对应基因的一条链 编码区 非编码区 非编码区 Ａ Ｂ Ｃ ——真核生物基因 基因的结构 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 原核细胞与真核细胞的基因结构比较 （2）编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？ 连续 不连续 编码区 非编码 （1）非编码序列： 包括非编码区和内含子 【思考2】 基因的结构 干扰素在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病及多种癌症，传统方法生产干扰素的产量极低。1993年，我国批准生产由侯云德院士研究和开发的药物重组人干扰素α-1b，它是我国第一个具有自主知识产权的基因工程药物，通过转基因的大肠杆菌来生产，产量得到大幅度的提高。 从社会中来 尝试设计通过基因工程生产人干扰素的方案 与载体拼接 大肠杆菌 干扰素 导入 干扰素基因 重组DNA分子 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的 检测与鉴定 01 目的基因的获取 目的基因的获取 目的基因获取的方法 （3）从基因文库中获取目的基因 （2）化学方法直接人工合成 （1）利用PCR技术扩增目的基因 概念： 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等的基因。 主要指的是编码蛋白质的基因 目的基因 2.通过化学合成法直接人工合成目的基因 ①比较小的目的基因：在明确 后，可以通过DNA合成仪直接人工合成。 脱氧核苷酸序列 目的基因的获取 ②全基因或较大基因 a.方法：使用 的方法。 b.合成过程 ⅰ.合成基因的部分_________片段。 ⅱ.适当条件下退火得到 复合体。 ⅲ.在 存在的条件下，通过 酶将双链DNA的突出5′端补平，合成相应的互补链，再用相应的 修复缺口，获得两条完整的互补双链。 半合成 寡核苷酸 模板—引物 dNTP Klenow DNA连接酶 3.从基因文库中获取目的基因 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。 基因文库的种类 基因组文库： 部分基因文库： 目的基因的获取 包含一种生物的全部基因的重组DNA的克隆群体。 包含一种生物的一部分基因（如cDNA文库） ①建立基因组文库 某生物所有DNA 特定的限制酶 基因组所有基因 每个基因和载体结合重组DNA分子 导入受体菌 基因组文库 目的基因的获取 ①基因组文库 a.概念：含有某种生物体全部基因片段的重组DNA的克隆群体。 b.构建过程 将提纯的原核生物或者真核生物的基因组DNA ―→随机片段 体外 得到一组含有不同DNA片段的____ 分子群体。 c.筛选：一般采用