1.2基因工程的基本操作程序 (共59张PPT)

外显子
结构基因
内含子 转录、加工修饰
mRNA
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
原核细胞 编码区是 _____的 连续 真核细胞 编码区是间隔的、 _____的 不连续
不同点 相同点
编码区 _ 和具 都由能够编码蛋白质的_____ 有调控作用的______ 非编码 区组成的
基因工程培育抗虫棉的简要过程：
补：原核细胞的基因结构 非编码区 编码区上游 启动子 编码区 非编码区 编码区下游 终止子
与RNA聚合酶结合位点
RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点， 并与其结合。 转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动， 并以DNA分子的一条链为模板合成RNA。 转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA 聚合酶也从DNcDNA基因组和部分基因的比较类型
大小 基因中启动子 基因中内含子 基因多少 物种间基因交流cDNA基因组小 无 无
大 有 有
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
可以
部分基因可以

判断物种间的基因交流主要依据为：一个物种的基因在 另一个物种体内能否正常表达其中保存的基因在任何物种体内都能连续编码相应 的氨基酸,从而合成出正常的蛋白质.（绝大多数生物共 用一套遗传密码）.所以不同物种之间可以通.而原核生物与真核生物的基因结 构是不同的.原核生物的基因是连续的,全部都可以编码 蛋白质.但真核生物的基因是不连续的,分为外显子和内 含子.只有内含子才能编码蛋白质,而内含子是与外显子 交错分布的.所以真核生物的基因中,编码蛋白质的区域 是不连续的.所以原核生物的基因在原核生物或真核生 物之间都可以正常表达,从而可以进行物种间的基因交 流.但是真核生物的基因只有在真核生物体内才能通过 真核生物特有的机制正常表达,原核,真核-真核,原核-真核生物间可以交流,但 真核-原核间不能交流.
补：真核细胞的基因结构
非编码区 编码区 非编码区
编码区上游
启动子
与RNA聚合酶 结合位点
编码区下游
终止子
外显子
内含子
外显子： 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 内含子：不能够编码蛋白质的序列叫做内含子
真 核 细 胞 的 基 因 结 构
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
ห้องสมุดไป่ตู้
非编码区：有调控作用的核苷酸序列， 包括位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点。 非编码序列： 包括非编码区和内含子
非编码区 编码区上游 启动子
原 核 细 胞 的 基 因 结 构 编 码 区
编码区
非编码区 编码区下游 终止子
：能转录相应的信使RNA，能 编码蛋白质 ①不能转录为信使RNA，不能 编码蛋白质。 ②有调控遗传信息表达的核 苷酸序列，在该序列中， 最重要的是位于编码区上 游的RNA聚合酶结合位点。
非 编 码 区
归纳：获取目的基因的方法从基因中获取 利用PCR技术扩增 利用化学方法人工合成

二、构建表达载体 —— 核心
过程:
质粒
DNA分子 同一种 限制酶处理
一个切口 两个黏性末端 DNA连接酶
两个切口 获得目的基因
重组DNA分子（重组质粒）
2.基因表达载体的目的
（1）使目的基因在受体细胞中稳定存在 并可以遗传给下一代；
思考：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？（P15） 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。
3.基因表达载体的组成：
a、目的基因
b、启动子 c、终止子 d、标记基因
它们有什么作用？
启动子：位于基因首端的一段特殊的DNA片断， 它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能 驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质。
调节基 因
启动子 操纵基 因
RNA 聚合酶 RNA聚合酶
结构基因
RNA聚合酶
半乳糖苷酶
酶
酶
思考1： 表达载体为什么一定要有启动子？
（1）生物之间进行基因交流，只有使 用受体生物自身基因的启动子才能有导入受体细 胞无法转录。

思考2：终止子的作用是什么？
终止子是位于基因尾端的一段特殊 的DNA片断，能终止mRNA的转录。
思考3：标记基因有什么作用？
是为了鉴别受体细胞中是否含有目 的基因，从而将有目的基因的细胞筛选 出来。
三、将目的基因导入受体细胞
受体细胞 内，并且在 目的基因进入 _________ （一）转化： 表达 的过程 受体细胞内维持稳定 _____和_____
苏云金芽 孢杆菌 提取 普通棉花(无抗虫特性) 与运载体DNA拼接 导入
抗虫基因
棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性)
基因工程的基本操作程序
（1）目的基因的获取 （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

一、目的基因的获取
1、目的基因：主要指的是编码蛋白质的基 因，也可以是一些具有调控作增目的基因； （3）也可以人工合成
（2）使目的基因能够表达和发挥作用。
资 料:
科学家在培育抗虫棉时，经历了多次失败， 才获得成功。 起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载 体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗 虫基因在棉花体内没有表达。 然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子 (抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉 花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动 子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末 端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了 抗虫能力。
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、 酵母菌和动植物细胞等。
• 将目的基因导入受体细胞的原理： 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。