高中生物专题节基因工程的基本操作程序新人教版选修PPT课件
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高中生物第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序第1课时获取目的基因与构建基因表达载体课件新人教版
(1)模板:均需要脱氧核苷酸单链作为模板
(2)原料:均为4种脱氧核苷酸
(3)酶:均需DNA聚合酶
(4)引物:都需要引物,使DNA聚合酶从引物开始进行互补链的
合成
2种引物的作用
【视角应用】
1.(2021山东聊城高二期中)下列有关PCR技术的叙述,错误的是( B ) A.PCR技术的原理是DNA半保留复制 B.变性过程中破坏的是磷酸二酯键 C.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的 D.延伸过程中需要耐高温的DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸等,无须添加ATP
(2)某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请 分别说明理由。
提示 第1组的引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效。第2组中引 物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。 (3)如果PCR循环n次,则共需消耗多少对引物? 提示 共需消耗2n-1对引物。
【方法突破】
旁栏边角想一想 用PCR技术可以扩增mRNA吗? 提示 mRNA不可以直接扩增,需要将它逆转录成cDNA再进行扩增。
结论语句辨一辨 1.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应。
( ×) 2.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。( √ ) 3.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶。( × ) 4.PCR过程中需要模板DNA和一个引物分子。( × )
3.下图1、2分别表示载体和目的基因及其上的限制酶的切割位点。
(1)据图分析,构建基因表达载体时,能否用限制酶SmaⅠ切割质粒?为什么? 提示 不能。因为SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗性基因是标 记基因,便于重组DNA分子的筛选,若被破坏,无法进一步筛选。 (2)与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质 粒、外源DNA的优点是什么? 提示 可以防止质粒和目的基因的自身环化以及目的基因与载体的反向连 接。
基因工程的基本操作程序 课件
抗原-抗体杂交法 抗虫鉴定、抗病鉴定活 性鉴定等
限制性酶切割 DNA分子
限制片段 琼脂糖电泳
DNA
带有DNA片段的凝胶
分
用缓冲液转 转移至硝酸纤维素膜上
子
移DNA
杂
凝胶
交
滤膜
与放射性标记 DNA探针杂交
吸附有DNA片 段的膜
放射自显影
抗原-抗体杂交
重组体
转化到 E.Coli
细菌启动子 插入的真核 DNA片段
解析:DNA 分子杂交就是不同来源的 DNA 分子的单 链按碱基互补配对原则结合在一起,形成杂合双链的过 程。B 项利用了分子杂交技术(DNA 与 mRNA 之间杂交)。 检测目的基因是否翻译合成蛋白质依据的是抗原—抗体 杂交原理,未用到 DNA 分子杂交原理。
答案:C
生物 种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
转化 过程
将目的基因插入Ti质 粒的T-DNA上→Ca2+ 处理导入农杆菌细胞 →侵染植物细胞→目 的基因整合到受体细 胞的染色体上DNA上 →植物组织培养→试 管苗表达目的基因→
产生相应性状。
将含有目的基因
的表达载体提纯 →取受精卵→显 微注射→获得导 入目的基因的受 体细胞→早期胚 胎培养→胚胎移 植→获得新性状
第三步:将目的基因导入受体细胞(转化 transformation) 3、将目的基因导入微生物细胞 (1)微生物作为受体的优势
①繁殖速度快,可大量生产 ②生产成本低
(2)导入方法 Ca2+处理
第三步:将目的基因导入受体细胞(转化 transformation) 3、将目的基因导入微生物细胞 (3)原核生物作为受体细胞产生的蛋白质没有空间结构, 需要在体外加工。
限制性酶切割 DNA分子
限制片段 琼脂糖电泳
DNA
带有DNA片段的凝胶
分
用缓冲液转 转移至硝酸纤维素膜上
子
移DNA
杂
凝胶
交
滤膜
与放射性标记 DNA探针杂交
吸附有DNA片 段的膜
放射自显影
抗原-抗体杂交
重组体
转化到 E.Coli
细菌启动子 插入的真核 DNA片段
解析:DNA 分子杂交就是不同来源的 DNA 分子的单 链按碱基互补配对原则结合在一起,形成杂合双链的过 程。B 项利用了分子杂交技术(DNA 与 mRNA 之间杂交)。 检测目的基因是否翻译合成蛋白质依据的是抗原—抗体 杂交原理,未用到 DNA 分子杂交原理。
答案:C
生物 种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
转化 过程
将目的基因插入Ti质 粒的T-DNA上→Ca2+ 处理导入农杆菌细胞 →侵染植物细胞→目 的基因整合到受体细 胞的染色体上DNA上 →植物组织培养→试 管苗表达目的基因→
产生相应性状。
将含有目的基因
的表达载体提纯 →取受精卵→显 微注射→获得导 入目的基因的受 体细胞→早期胚 胎培养→胚胎移 植→获得新性状
第三步:将目的基因导入受体细胞(转化 transformation) 3、将目的基因导入微生物细胞 (1)微生物作为受体的优势
①繁殖速度快,可大量生产 ②生产成本低
(2)导入方法 Ca2+处理
第三步:将目的基因导入受体细胞(转化 transformation) 3、将目的基因导入微生物细胞 (3)原核生物作为受体细胞产生的蛋白质没有空间结构, 需要在体外加工。
基因工程基本操作过程(ppt 31张)
基因工程基本操作过程
目的基因与运载体结合
基因工程(genetic engineering)又称
基因拼接技术和DNA重组技术,是以分 子遗传学为理论基础,以分子生物学和 微生物学的现代方法为手段,将不同来 源的基因按预先设计的蓝图,在体外构 建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以 改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。基因工程技术为基因的结 构和功能的研究提供了有力的手段。 基因工程要素:包括外源DNA,载体分 子,工具酶和受体细胞等
三.基因与载体的连接 4种方法
载体DNA和目的基因DNA的连接,按DNA片
段末端性质不同,可有下述不同的连接方法:
① 粘性末端连接法
② 平端连接法 ③ 同聚物加尾连接法 ④ 人工接头连接法
(一)粘性末端DNA片段的连接
1. 同一限制酶切位点连接: 由同一限制性核酸内切酶切割的不同DNA片段具有完 全相同的末端。只要酶切割产生单链突出的粘性末端 和酶切位点附近的DNA序列不影响连接 .在连接酶的 作用下即可形成重组DNA分子. 上述方法的缺点:由限制酶产生的具有粘性末端的载 体DNA分子,在连接反应中常发生自我环化作用,并 在连接酶的作用下重新变成稳定的共价闭合环状结构。 解决方法:用细菌的碱性磷酸酶预先处理线性的载体 DNA分子,去除其5‘末端的磷酸基。
但方法较繁,需要λ核酸外切酶、S1核酶、末端转
移酶等协同作用 。
同聚物接尾法实际上是一种人工粘性末端连
接法。
优点:通过DNA加尾,既可以使两个具平末端
的DNA片段进行连接,也可以使具平末端的 DNA片段与粘性末端的DNA片段进行连接。
缺点:只对质粒载体有效;质粒和cDNA上的
同聚物长度难以控制相等,影响克隆效率;用 其转化宿主菌的效率依不同菌株而有较大差异。
目的基因与运载体结合
基因工程(genetic engineering)又称
基因拼接技术和DNA重组技术,是以分 子遗传学为理论基础,以分子生物学和 微生物学的现代方法为手段,将不同来 源的基因按预先设计的蓝图,在体外构 建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以 改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。基因工程技术为基因的结 构和功能的研究提供了有力的手段。 基因工程要素:包括外源DNA,载体分 子,工具酶和受体细胞等
三.基因与载体的连接 4种方法
载体DNA和目的基因DNA的连接,按DNA片
段末端性质不同,可有下述不同的连接方法:
① 粘性末端连接法
② 平端连接法 ③ 同聚物加尾连接法 ④ 人工接头连接法
(一)粘性末端DNA片段的连接
1. 同一限制酶切位点连接: 由同一限制性核酸内切酶切割的不同DNA片段具有完 全相同的末端。只要酶切割产生单链突出的粘性末端 和酶切位点附近的DNA序列不影响连接 .在连接酶的 作用下即可形成重组DNA分子. 上述方法的缺点:由限制酶产生的具有粘性末端的载 体DNA分子,在连接反应中常发生自我环化作用,并 在连接酶的作用下重新变成稳定的共价闭合环状结构。 解决方法:用细菌的碱性磷酸酶预先处理线性的载体 DNA分子,去除其5‘末端的磷酸基。
但方法较繁,需要λ核酸外切酶、S1核酶、末端转
移酶等协同作用 。
同聚物接尾法实际上是一种人工粘性末端连
接法。
优点:通过DNA加尾,既可以使两个具平末端
的DNA片段进行连接,也可以使具平末端的 DNA片段与粘性末端的DNA片段进行连接。
缺点:只对质粒载体有效;质粒和cDNA上的
同聚物长度难以控制相等,影响克隆效率;用 其转化宿主菌的效率依不同菌株而有较大差异。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
主要是指编码蛋白质的结构基因,也可以 是一些具有调控作用的因子。
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 岛素基因等。
(一)获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意:要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知)含有某种生物不同基因的许多DNA片断, 导入到受体菌的群体中,各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因,称为基因。基因基因组
部分基因 (如:cDNA)•9、要学生做的事,教职员躬亲共做;要学生学的知识,教职员躬亲共学;要学生守的规则,教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上,而留下许多自由支配的时间,他才能顺利地学习……(这)是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住,你不仅是教课的教师,也是学生的教育者,生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
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 岛素基因等。
(一)获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意:要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知)含有某种生物不同基因的许多DNA片断, 导入到受体菌的群体中,各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因,称为基因。基因基因组
部分基因 (如:cDNA)•9、要学生做的事,教职员躬亲共做;要学生学的知识,教职员躬亲共学;要学生守的规则,教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上,而留下许多自由支配的时间,他才能顺利地学习……(这)是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住,你不仅是教课的教师,也是学生的教育者,生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序
酶的主要原因是
。
答案:(1)解旋酶 加热至90 ℃以上 氢键
(2)Taq DNA聚合酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
解析:(1)体内进行DNA复制时,需用解旋酶破坏氢键使双链DNA解旋,而 利用PCR技术扩增目的基因时,是借助高温加热至90 ℃以上使DNA变性。 (2)PCR反应体系中进行互补链的合成时,温度需控制在72 ℃左右,则应使 用耐高温的DNA聚合酶,即Taq DNA聚合酶,而不能使用大肠杆菌DNA聚 合酶(高温下会失活)。
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
(2)在PCR技术中,为什么不直接加入解旋酶对DNA进行解旋?为什么要 求所加入的DNA聚合酶具有耐高温的特性?子链的合成为什么需要引物?
提示:DNA解旋酶既可以打开双链模板DNA,又可以打开模板DNA与引 物结合的部分,会导致复制与解旋不断地重复,达不到扩增效果。因 此,PCR反应中利用高温代替解旋酶使DNA解旋。PCR反应需要高温变性, 因此需要耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸连 接到已有的短单链核酸上,因此需要一段已知序列的短单链核酸作为引物。
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
3.启动子、终止子与起始密码子、终止密码子的区别
项目 本质 位置
作用
启动子
终止子
起始密码子 终止密码子
有特殊序列结构 有特殊序列结构 mRNA上三个 mRNA上三个
的DNA片段
的DNA片段 相邻碱基
相邻碱基
基因上游
基因下游
mRNA首端 mRNA尾端
RNA聚合酶识别
和结合的部位,驱 终止转录
3.2.1基因工程的基本操作程序课件高二下学期生物人教版选择性必修3
4 PCR反应过程:
变性
当温度超过 90℃时,双 链DNA解聚 为单链。
复性
当温度下降到50℃左 右时,两种引物通过 碱基互补配对与两条 单链DNA结合。
延伸
当温度上升到72℃左右时,溶液 中的4种脱氧核苷酸在耐高温的 DNA聚合酶的作用下,根据碱基 互补配对原则合成新的DNA链。
一 目的基因的筛选与获取 4. 利用PCR获取和扩增目的基因
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。
掌握了Bt基因的序列信息
方法:
(1)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。
(2)利用序列数据库和序列 比对工具进行筛选。
一 目的基因的筛选与获取 3. 获取目的基因的方法
1 人工合成目的基因
蛋白质的 推测 mRNA的 推测
氨基酸序列
核苷酸序列
基因的 核苷酸序列
化学合成
目的基因
前提: 基因比较小、核苷酸序列已知 方法: 通过DNA合成仪用速扩增目的基因
DNA合成仪
一 目的基因的筛选与获取 4. 利用PCR获取和扩增目的基因 (1)PCR——聚合酶链式反应的概念、原理
抗虫棉 (有抗虫特性)
过渡 基因工程操作的每一步涉及的技术和方法有哪些?
目录
一 目的基因的筛选与获取 二 基因表达载体的构建
一 目的基因的筛选与获取 1. 目的基因
1 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 等的基因就是目的基因。 主要是编码特定蛋白质的基因, 也可以是具有调控作用的因子
限制酶切割位点 启动子
插入目的基因
终止子
高中新教材生物课件选择性必修基因工程的基本操作程序
生物柴油生产
利用基因工程改良藻类,实现高产油 脂藻类的培养,进而通过酯交换反应 生产生物柴油。这些应用展示了基因 工程在环境保护和能源领域的巨大潜 力。
THANKS
感谢观看
重金属吸附
利用基因工程改造微生物或植物,使其具备吸附重金属的能力,降 低环境中重金属的污染程度。
污染物检测
通过基因工程手段开发生物传感器,用于快速、准确地检测环境中 的污染物。
可再生能源开发中的基因工程技术
生物质能源
利用基因工程改良植物或微生物,提高其生物质产量或改进其生 物质组成,从而更高效地生产生物质能源。
微生物燃料电池
通过基因工程技术改造微生物,使其在特定条件下能够将有机物转 化为电能,应用于微生物燃料电池。
藻类生物柴油
利用基因工程手段改良藻类,提高其油脂产量和品质,进而生产生 物柴油。
实例分析:污水处理和生物柴油生产
污水处理
通过基因工程培育高效降解污水中有 机物的微生物,提高污水处理的效率 和质量。
基因突变筛查
利用基因工程技术检测特定基因突变,预测患病风险,如遗传性 疾病、癌症等。
基因表达分析
通过检测基因表达水平,了解疾病发生发展过程中的基因调控机 制,为疾病诊断和治疗提供依据。
单基因遗传病诊断
针对单基因遗传病,通过基因检测确定致病基因,实现精准诊断 和治疗。
个性化医疗与染植物细胞,将目的基因导 入植物细胞并整合到其基因组中。
基因枪法
花粉管通道法
利用基因枪将带有目的基因的金属微粒直 接射入植物细胞或组织,实现基因转移。
在植物授粉后,利用花粉管作为通道,将 外源DNA导入受精卵细胞,培育出转基因 植株。
转基因动物育种原理及方法
原理
利用基因工程改良藻类,实现高产油 脂藻类的培养,进而通过酯交换反应 生产生物柴油。这些应用展示了基因 工程在环境保护和能源领域的巨大潜 力。
THANKS
感谢观看
重金属吸附
利用基因工程改造微生物或植物,使其具备吸附重金属的能力,降 低环境中重金属的污染程度。
污染物检测
通过基因工程手段开发生物传感器,用于快速、准确地检测环境中 的污染物。
可再生能源开发中的基因工程技术
生物质能源
利用基因工程改良植物或微生物,提高其生物质产量或改进其生 物质组成,从而更高效地生产生物质能源。
微生物燃料电池
通过基因工程技术改造微生物,使其在特定条件下能够将有机物转 化为电能,应用于微生物燃料电池。
藻类生物柴油
利用基因工程手段改良藻类,提高其油脂产量和品质,进而生产生 物柴油。
实例分析:污水处理和生物柴油生产
污水处理
通过基因工程培育高效降解污水中有 机物的微生物,提高污水处理的效率 和质量。
基因突变筛查
利用基因工程技术检测特定基因突变,预测患病风险,如遗传性 疾病、癌症等。
基因表达分析
通过检测基因表达水平,了解疾病发生发展过程中的基因调控机 制,为疾病诊断和治疗提供依据。
单基因遗传病诊断
针对单基因遗传病,通过基因检测确定致病基因,实现精准诊断 和治疗。
个性化医疗与染植物细胞,将目的基因导 入植物细胞并整合到其基因组中。
基因枪法
花粉管通道法
利用基因枪将带有目的基因的金属微粒直 接射入植物细胞或组织,实现基因转移。
在植物授粉后,利用花粉管作为通道,将 外源DNA导入受精卵细胞,培育出转基因 植株。
转基因动物育种原理及方法
原理
高中生物同步课件:1.2 基因工程的基本操作程序(新人教版选修3)
程需要DNA聚合酶催化。
栏目 导引
专题1
基因工程
⑤属于双链DNA复制的过程,需要DNA聚合 酶催化。⑤过程在70~75 ℃环境下进行,所
需要的酶能够耐高温。
【答案】 RNA (2)稳定 (3)DNA聚合酶 (4)60
栏目 导引
(1)反转录酶(或逆转录酶)
分解
催化⑤过程的酶耐高温
专题1
基因工程
互动探究
基因工程
(2)化学合成法,即依照某一蛋白质的氨基酸 序列,通过密码子推算出其基因序列,然后 直接合成目的基因,其过程如下:
栏目 导引
专题1
基因工程
例1
(2012· 青岛市高二期末)1970年,科
学家证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA 的过程,并发现了催化此过程的酶。下面为 形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。 请根据图解回答下列问题:
栏目 导引
专题1
基因工程
要点二
基因表达载体的构建
1.构建基因表达载体的目的:使目的基因在
受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一
代,使目的基因能够表达和发挥作用。 2.基因表达载体的构建 (1)启动子:一段有特殊结构的DNA片段,位 于基因的首端。它是RNA聚合酶识别和结合 的部位,可驱动基因转录。
栏目 导引
专题1
基因工程
四、目的基因的检测与鉴定
1..首先要检测转基因生物的DNA上是否插
DNA分子杂交 目的基因 入了_________,方法是采用______________
技术。 2. 其 次 还 要 检 测 目 的 基 因 是 否 转 录 出 了 mRNA 分子杂交 ________,方法是采用__________技术。
3-2 基因工程的基本操作程序(教学课件)——高中生物人教版(2019)选择性必修3
在已知目的基因核苷酸序列且基因较小的情 况下,利用DNA合成仪自动合成
转基因抗虫棉 DNA合成仪
一.目的基因的筛选与获取 (3)利用PCR获取和扩增目的基因
PCR技术:PCR是_聚__合___酶__链__式__反__应_的缩写,是一项根据__D__N_A__半__保__留复制 的原理,在_体__外_提供参与DNA复制的_各__种组___分_与_反_ 应_条__件____,对 目__的___基__因__的__核___苷__酸__序_ 列_进行_大___量__复制__的技术;
培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤?
转基因抗虫棉(使棉铃虫死亡,左) 与非转基因抗虫棉(右)
从社会中来
培育转基因抗虫棉的简要过程
1.目的基因的 筛选与获取
与载体拼接
2.基因表达 载体的构建
抗虫基因
普通棉花 (无抗虫特性)
3.将目的基因 导入受体细胞
导入 棉花细胞
重组DNA分子
4.目的基因的 检测与鉴定
害虫肠上皮细胞的特异性受体结合,导致细胞 膜穿孔,最后造成害虫死亡。 2.抗虫棉中的Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害?
Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环 境中才能表现出毒性,而人和牲畜的胃液呈酸 性,肠道细胞也没有特异性受体,因此,Bt抗 虫蛋白不会对人畜产生上述影响。
一.目的基因的筛选与获取 3.筛选合适目的基因 ①筛选方法之一
2.原则:_碱___基__互__补__配___对__原__则___ (A-__T___;C-___G___)
(3)利用PCR获取和扩增目的基因 ①DNA复制所需的基本条件:
参与的组分
解旋酶(体外用高温代替) DNA母链
4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶
(体外用耐高温的DNA聚合酶)
转基因抗虫棉 DNA合成仪
一.目的基因的筛选与获取 (3)利用PCR获取和扩增目的基因
PCR技术:PCR是_聚__合___酶__链__式__反__应_的缩写,是一项根据__D__N_A__半__保__留复制 的原理,在_体__外_提供参与DNA复制的_各__种组___分_与_反_ 应_条__件____,对 目__的___基__因__的__核___苷__酸__序_ 列_进行_大___量__复制__的技术;
培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤?
转基因抗虫棉(使棉铃虫死亡,左) 与非转基因抗虫棉(右)
从社会中来
培育转基因抗虫棉的简要过程
1.目的基因的 筛选与获取
与载体拼接
2.基因表达 载体的构建
抗虫基因
普通棉花 (无抗虫特性)
3.将目的基因 导入受体细胞
导入 棉花细胞
重组DNA分子
4.目的基因的 检测与鉴定
害虫肠上皮细胞的特异性受体结合,导致细胞 膜穿孔,最后造成害虫死亡。 2.抗虫棉中的Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害?
Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环 境中才能表现出毒性,而人和牲畜的胃液呈酸 性,肠道细胞也没有特异性受体,因此,Bt抗 虫蛋白不会对人畜产生上述影响。
一.目的基因的筛选与获取 3.筛选合适目的基因 ①筛选方法之一
2.原则:_碱___基__互__补__配___对__原__则___ (A-__T___;C-___G___)
(3)利用PCR获取和扩增目的基因 ①DNA复制所需的基本条件:
参与的组分
解旋酶(体外用高温代替) DNA母链
4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶
(体外用耐高温的DNA聚合酶)
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专题一 第二节 基因工程的基本操作程序
1目标定位
2 预习导学 3要点精析 4思维升华
5知识构建 6 应用探究 7 课时作业
目标定位
1 2 () 3 ✓() 4
预习导学
____________________ ___目__的__基__因__的__获__取______ __基__因__表__达__载__体__的__构__建_____
D__N_A__分__子_。
四、目的基因的检测与鉴定 1.分子检测
(1)首先检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了○39 目__的__基__因_____,可用○40 _D__N_A__分__子__杂__交__技__术__;
(2) 其 次 检 测 目 的 基 因 是 否 ○41 _转__录__出__m__R__N_A____ 核苷酸▪mRNA ▪________
3 PCR PCR蛋_白__质_____DNA
(1) ______________ ❖ 复2制n(n )
DNA双链复制
பைடு நூலகம்
(2) ________ ____核__苷__酸________ _引__物________ 模板DNA DNA聚合酶
3 (1) ❖ mRNA ❖ DNA DNA ❖ DNA (2) ❖ 知识贴士: DNA
❖
(1)a________❖ ❖ ❖__________________________________________
[答案] 1 ▪ ✓ 2 ✓ ▪ 3 ➢
要点精析
一、目的基因的获取
1 DNA ❖ DNA DNA DNA ✓ DNA mRNA▪ DNA(cDNA) cDNA cDNA
2 PCR PCRDNA ❖ PCR DNA➢ DNA ❖ PCR
因__,__从__而__将__含__有__目__的__基__因__的__细__胞__筛__选__出__来________________;常
用的标记基因是○28 _抗__生__素__抗__性__基__因___等)。
三、将目的基因导入受体细胞
1 . 将 目 的 基 因 导 入 植 物 细 胞 一 般 采 用 的 方 法 是 ○29 农__杆__菌__转__化__法__ 。 其 中 , 转 化 是 指 目 的 基 因 进 入 ○30 T__i质__粒__的__T__-__D_N__A_―→农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和○31 __表__达____。另外两种方法还有○32 _基__因__枪__法_和○33 _花__粉___管__通__道__法_。
(3) DNA ➢ ________ 单链 ____________DDNNAA聚合酶
4 ________ 基因
二、基因表达载体的构建(基因工程的核心)
1.目的:○21 __是__使__目__的__基__因__在__受__体__细__胞__中__稳__定__存__在__,__并__
_可__以__遗__传__给__下__一__代__,__同___时__,__使__目__的__基__因__能__够__表__达__和__发__挥__作__用。
2 . 将 目 的 基 因 导 入 动 物 细 胞 一 般 采 用 的 方 法 是 ○34
_显__微__注__射_。技术
3.将目的基因导入微生物细胞,是因为原核生物具有的特
点是○35 __繁__殖__快__、__多__为__单__细__胞__、__遗__传__物__质__相__对__较__少__等___。最常用 的 转 化 方 法 是 用 ○36 __钙__离__子__ 处 理 细 胞 → 感 受 态 细 胞 → ○37 _重__组__表__达__载__体_ 与 感 受 态 细 胞 混 合 → 感 受 态 细 胞 吸 收 ○38
___m_R__N_A__与__D_N__A_杂__交__技__术_________;
(3)最后检测目的基因是否○43 ____翻__译__成__蛋__白__质______,可用 ○44 __抗__原__—__抗__体__杂__交__法____。
2.个体生物学水平鉴定:如做抗虫或抗病接种实验。
[思维激活] 1 ❖ DNA 2 3
将__目__的__基__因__导__入__受__体__细__胞_____ 目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
1 ________ DNA ✓ 不同基 因________
__________不_同基因
___________________ d mRNA ________➢ ATP ________ DNA ❖
(3) __________________________________________
[解析] 获取目的基因的方法较多,甲是通过限制酶获 取目的基因,但由于切割位点可能在基因内部,故可能得不到 想要的目的基因;乙是通过信使RNA逆转录形成DNA(目的基 因)的过程;此外,还可通过蛋白质中氨基酸的排列顺序推测 基因的脱氧核苷酸序列,再进行化学合成。
2.组成:目的基因(符合人们需要的,编码蛋白质的○22 结__构__基__因__)、○23 _启__动__子___(是一段有特殊结构的○24 D__N_A__片__段_,位 于基因的首端,是○25R__N_A__聚__合__酶__识别和结合的部位,能驱动 基因转录出 mRNA,最终获得所需的○26 _蛋__白__质___)、终止子、 标记基因(作用:○27 __为__了__鉴__别__受__体__细__胞__中___是__否__含__有__目__的__基___
1目标定位
2 预习导学 3要点精析 4思维升华
5知识构建 6 应用探究 7 课时作业
目标定位
1 2 () 3 ✓() 4
预习导学
____________________ ___目__的__基__因__的__获__取______ __基__因__表__达__载__体__的__构__建_____
D__N_A__分__子_。
四、目的基因的检测与鉴定 1.分子检测
(1)首先检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了○39 目__的__基__因_____,可用○40 _D__N_A__分__子__杂__交__技__术__;
(2) 其 次 检 测 目 的 基 因 是 否 ○41 _转__录__出__m__R__N_A____ 核苷酸▪mRNA ▪________
3 PCR PCR蛋_白__质_____DNA
(1) ______________ ❖ 复2制n(n )
DNA双链复制
பைடு நூலகம்
(2) ________ ____核__苷__酸________ _引__物________ 模板DNA DNA聚合酶
3 (1) ❖ mRNA ❖ DNA DNA ❖ DNA (2) ❖ 知识贴士: DNA
❖
(1)a________❖ ❖ ❖__________________________________________
[答案] 1 ▪ ✓ 2 ✓ ▪ 3 ➢
要点精析
一、目的基因的获取
1 DNA ❖ DNA DNA DNA ✓ DNA mRNA▪ DNA(cDNA) cDNA cDNA
2 PCR PCRDNA ❖ PCR DNA➢ DNA ❖ PCR
因__,__从__而__将__含__有__目__的__基__因__的__细__胞__筛__选__出__来________________;常
用的标记基因是○28 _抗__生__素__抗__性__基__因___等)。
三、将目的基因导入受体细胞
1 . 将 目 的 基 因 导 入 植 物 细 胞 一 般 采 用 的 方 法 是 ○29 农__杆__菌__转__化__法__ 。 其 中 , 转 化 是 指 目 的 基 因 进 入 ○30 T__i质__粒__的__T__-__D_N__A_―→农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和○31 __表__达____。另外两种方法还有○32 _基__因__枪__法_和○33 _花__粉___管__通__道__法_。
(3) DNA ➢ ________ 单链 ____________DDNNAA聚合酶
4 ________ 基因
二、基因表达载体的构建(基因工程的核心)
1.目的:○21 __是__使__目__的__基__因__在__受__体__细__胞__中__稳__定__存__在__,__并__
_可__以__遗__传__给__下__一__代__,__同___时__,__使__目__的__基__因__能__够__表__达__和__发__挥__作__用。
2 . 将 目 的 基 因 导 入 动 物 细 胞 一 般 采 用 的 方 法 是 ○34
_显__微__注__射_。技术
3.将目的基因导入微生物细胞,是因为原核生物具有的特
点是○35 __繁__殖__快__、__多__为__单__细__胞__、__遗__传__物__质__相__对__较__少__等___。最常用 的 转 化 方 法 是 用 ○36 __钙__离__子__ 处 理 细 胞 → 感 受 态 细 胞 → ○37 _重__组__表__达__载__体_ 与 感 受 态 细 胞 混 合 → 感 受 态 细 胞 吸 收 ○38
___m_R__N_A__与__D_N__A_杂__交__技__术_________;
(3)最后检测目的基因是否○43 ____翻__译__成__蛋__白__质______,可用 ○44 __抗__原__—__抗__体__杂__交__法____。
2.个体生物学水平鉴定:如做抗虫或抗病接种实验。
[思维激活] 1 ❖ DNA 2 3
将__目__的__基__因__导__入__受__体__细__胞_____ 目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
1 ________ DNA ✓ 不同基 因________
__________不_同基因
___________________ d mRNA ________➢ ATP ________ DNA ❖
(3) __________________________________________
[解析] 获取目的基因的方法较多,甲是通过限制酶获 取目的基因,但由于切割位点可能在基因内部,故可能得不到 想要的目的基因;乙是通过信使RNA逆转录形成DNA(目的基 因)的过程;此外,还可通过蛋白质中氨基酸的排列顺序推测 基因的脱氧核苷酸序列,再进行化学合成。
2.组成:目的基因(符合人们需要的,编码蛋白质的○22 结__构__基__因__)、○23 _启__动__子___(是一段有特殊结构的○24 D__N_A__片__段_,位 于基因的首端,是○25R__N_A__聚__合__酶__识别和结合的部位,能驱动 基因转录出 mRNA,最终获得所需的○26 _蛋__白__质___)、终止子、 标记基因(作用:○27 __为__了__鉴__别__受__体__细__胞__中___是__否__含__有__目__的__基___