生物：1.2《基因工程的基本操作程序》ppt(新人教版选修3)PPT资料.ppt

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不能编码蛋白质的序列：

有调控作用有调控作用,上游有启动子，下上游有启动子，下游有终止子游有终止子非非编码序列：

编码序列：

包括非编码区和内含子包括非编码区和内含子原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞不同点不同点编码区是编码区是_的的编码区是间隔的、编码区是间隔的、_的的相同点相同点都由都由能够编码蛋白质的能够编码蛋白质的_和具和具有调控作用的有调控作用的_区组成的区组成的原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞与真核细胞的基因结构比较连续连续不连续不连续编码区编码区非编码非编码基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序11、目的基因的获取、目的基因的获取22、基因表达载体的构建、基因表达载体的构建33、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞44、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定目前被较广泛提取目前被较广泛提取使用的目的基因有：

苏使用的目的基因有：

苏云金杆菌抗虫基因、人云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。

因、植物抗病基因等。

基因操作的基本步骤基因操作的基本步骤一、目的基因的获取一、目的基因的获取将需要的基因从供体生物将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。

的细胞内提取出来。

供体生物细胞供体生物细胞取出取出DNADNA用限制酶剪用限制酶剪去多余部分去多余部分目的基因目的基因限制酶限制酶一、目的基因的获取一、目的基因的获取11、目的基因主要是指、目的基因主要是指_编码蛋白质的结构基因编码蛋白质的结构基因请举出三个以上的例子请举出三个以上的例子22、获取目的基因的常用方法、获取目的基因的常用方法（11）从基因文库中获取）从基因文库中获取（22）利用）利用PCRPCR技术扩增技术扩增（33）人工合成）人工合成

（1）从基因文库中获取目的基因从基因文库中获取目的基因什么是基因文库？

什么是基因文库？

什么是基因组文库？

什么是部分基因文库？

怎样从基因文库中得到我们所需的目怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？

的基因？

目的基因的有关信息与什么相联系？

概念：

基因文库基因文库（genelibrary）基因组文库基因组文库部分基因文库部分基因文库（如（如cDNA文库）文库）将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNA片段片段,导入受体菌的群体中储存导入受体菌的群体中储存,各个受体各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基称为基因文库因文库（genelibrary）基因组文库基因组文库:

基因文库中包含了一种生物所有的基基因文库中包含了一种生物所有的基因因,这种基因文库叫做基因组文库这种基因文库叫做基因组文库.部分基因文库部分基因文库:

基因文库中包含了一种生物的一部分基因文库中包含了一种生物的一部分基因基因,这种基因文库叫做部分基因文库这种基因文库叫做部分基因文库.基因组文基因组文库与部分库与部分基因文库基因文库的关系的关系思考：

思考：

基因文库如何构建？

如果用某种生物发育的某个时期的如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的反转录产生的多种互补多种互补DNA（也叫也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，那么，这个受体菌群体就构成了这种生物的个受体菌群中，那么，这个受体菌群体就构成了这种生物的cDNA文库文库。

这种方法称。

这种方法称反转录法反转录法cDNAcDNA文库的构建文库的构建mRNA反转录cDNA（互补DNA）DNA聚合酶聚合酶双链DNA反转录法：

反转录法：

基因重组基因重组反转录酶反转录酶mRNAmRNAcDNAcDNA基因组基因组DNADNA文库文库cDNAcDNA文库文库基因组基因组DNADNA文库与文库与cDNAcDNA文库的比较文库的比较（3）如何从基因文库中得到所需要的基因？

如何从基因文库中得到所需要的基因？

依据：

目的基因的有关信息。

如：

根据如：

根据基因的核苷酸序列基因的核苷酸序列基因的功能基因在染色体上的位置基因的功能基因在染色体上的位置基因的转录产物基因的转录产物mRNA基因翻译产物蛋白质基因翻译产物蛋白质等特性。

等特性。

1、构建基因组、构建基因组DNA文库时，首先应分离细胞的文库时，首先应分离细胞的A、染色体、染色体DNAB、线粒体、线粒体DNAC、总、总mRNAD、tRNA2、目的基因可从基因文库中获得，下列有关基因文库、目的基因可从基因文库中获得，下列有关基因文库的描述正确的是的描述正确的是A、某生物的全套基因就是一个基因文库、某生物的全套基因就是一个基因文库B、将含有某种生物不同的许多、将含有某种生物不同的许多DNA片段，导入某个片段，导入某个生物生物体内，则这个生物就是一个基因文库体内，则这个生物就是一个基因文库C、含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库、含有一种生物所有基因的基因文库叫做基因组文库D、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫、含有一种生物的一部分基因的基因文库叫cDNA文文库库AC（22）利用）利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因PCR聚合酶链式反应聚合酶链式反应是一项生物是一项生物体外复制体外复制特定特定DNA片片段的核酸合成段的核酸合成技术技术。

通过此技术，可。

通过此技术，可获取大量的目的基因。

获取大量的目的基因。

PCR技术技术原理：

原理：

前提：

原料原料方式方式PCR扩增仪扩增仪DNA复制复制一段已知目的基因的核苷酸序列一段已知目的基因的核苷酸序列：

以：

以_方式扩增，方式扩增，即即_（nn为扩增循环的次数）为扩增循环的次数）指数指数22nn模板模板DNA；

DNA引物；

四种脱氧引物；

四种脱氧核苷酸；

热稳定核苷酸；

热稳定DNA聚合酶聚合酶（Taq酶）；

离子酶）；

离子n过程变性、退火、延伸三步曲变性：

加热至加热至9095双链DNA解链成为单链DNA退火：

冷却至冷却至5560部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合延伸：

加热至加热至7075以目的基因为模板，合成互补的新DNA链变性变性退火退火延伸延伸1、在遗传工程中，若有一个控制有利性状的、在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分分子片段为子片段为ATGTGTACAC，要使其数量增多，可用，要使其数量增多，可用PCR技术进行人工复制，复制时应给予的条件是技术进行人工复制，复制时应给予的条件是双链双链DNA分子为模板分子为模板ATGTG或或TACAC模板链模板链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核苷酸四种核苷酸DNA聚合酶聚合酶热热稳定稳定DNA聚合酶聚合酶引物引物温度变化温度变化恒温恒温ABCDD2、在基因工程中，把选出的目的基因（共、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个）放入个）放入DNA扩增仪中扩增扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是核苷酸的个数是A.540个个B.8100个个C.17280个个D.7560个个Bv（3）人工合成人工合成根据已知的氨基酸序列合成根据已知的氨基酸序列合成DNADNA蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列mRNAmRNA的核苷酸序列的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测推测推测目的基因目的基因化学合成化学合成1、在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最、在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是方便方法是A、化学合成法化学合成法B、基因组文库法基因组文库法C、cDNA文库法文库法D、聚合酶链反应聚合酶链反应2、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是从基因文库中获取目的基因从基因文库中获取目的基因利用利用PCR技术技术扩增目的基因扩增目的基因反转录法反转录法通过通过DNA合成仪利合成仪利用化学方法人工合成用化学方法人工合成ABCDAD3、目的基因主要是指、目的基因主要是指_的结构基因。

获的结构基因。

获得目的基因的常见方法有三种：

（得目的基因的常见方法有三种：

（1）从基因文库中获）从基因文库中获取目的基因，根据基因的取目的基因，根据基因的_序列，基因在序列，基因在_上的位置，基因的上的位置，基因的_产物产物mRNA，基因基因的的_产物蛋白质等获取目的基因。

（产物蛋白质等获取目的基因。

（2）利用）利用PCR技术扩增目的基因，该技术是一项在技术扩增目的基因，该技术是一项在_完成完成的核酸合成技术，前提条件是有一段已知目的基因的的核酸合成技术，前提条件是有一段已知目的基因的_序列，以便于合成序列，以便于合成_。

（。

（3）如果基因）如果基因较小且核苷酸序列已知，可以通过较小且核苷酸序列已知，可以通过_方法。

方法。

编码蛋白质编码蛋白质核苷酸核苷酸染色体染色体转录转录表达表达体外体外核苷酸核苷酸引物引物人工合成人工合成二、二、基因表达载体的构建基因表达载体的构建核心核心（11）用一定的）用一定的_切切割质粒，使其出现一个切口，割质粒，使其出现一个切口，露出露出_。

（22）用）用_切断目切断目的基因，使其产生的基因，使其产生___。

（33）将切下的目的基因片段插入质粒的）将切下的目的基因片段插入质粒的_处，再加入适量处，再加入适量_，形成了一个重组，形成了一个重组DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶限制酶黏性末端黏性末端同一种限制酶同一种限制酶的黏性末端的黏性末端切口切口DNADNA连接酶连接酶相同相同1.1.过程过程:

质粒质粒目的基因目的基因限制酶处理限制酶处理一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶表表达达载载体体同种同种1.1.过程过程:

2、基因表达载体的作用、基因表达载体的作用a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代b、同时使目的基因能表达和发挥作用、同时使目的基因能表达和发挥作用思考：

作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？

为什么？

以完成任务吗？

不可以。

因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，不可以。

因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，还需要有其他控制元件，如启动子、终止子和标记基因等。

还需要有其他控制元件，如启动子、终止子和标记基因等。

必须构建上述元件的主要理由是：

（1）生物之间进行基因交流，只有使用生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自身基因受体生物自身基因的启动子才能比较有利于基因的表达；

的启动子才能比较有利于基因的表达；

（2）通过通过cDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码文库获得的目的基因没有启动子