人教版高中生物选修三 1.2.1 基因工程的基本操作程序 (共47张PPT)

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高中生物选修3人教版1.2《基因工程的基本操作程序》(共60张PPT)优质课件

高中生物选修3人教版1.2《基因工程的基本操作程序》(共60张PPT)优质课件
1.2 基因工程的基本操作程序
四 个 基 本 步 骤:
步骤一:目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改 造的基因,
获取目的基因是实施基因工程的 第一步 。
• 目的基因的提取方法
直接分离基因
人工合成基因
反转录法
根据已知的氨基酸序列 合成DNA
(补充知识)基因的结构 1、原核细胞的基因结构
非编码区
过程: 用上述探针和转基因生物的mRNA杂交,若出现杂
交带,表明目的基因转录出了mRNA.
③检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法: 抗原---抗体杂交
鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
例:用棉铃饲喂棉 铃虫,如虫吃后不出现 中毒症状,说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡,则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。
化学合成
目的基因
• 哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术?
1)DNA序列自动测序仪:
对提取出来的基因进 行核苷酸序列分析。
2)PCR技术:
使目的基因的片段 在短时间内成百万倍 地扩增。
利用PCR技术扩增目的基因
• 又称聚合酶链式反应(polymerase chain reaction) 通过模拟体内 DNA 复制的方 :
根据已知蛋白质 的氨基酸序列,推测 出相应的信使RNA序 列,然后按照碱基互 补配对原则,推测出 它的结构基因的核苷 酸序列,再通过化学 方法,以单核苷酸为 原料合成目的基因。
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环:
95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性(引物

选修三 1.2基因工程的基本操作程序 (共38张)讲课文档

选修三 1.2基因工程的基本操作程序 (共38张)讲课文档
第二十二页,共38页。
六、教学过程
4、小结:引导学生画出本节的知识网 络。
5、学习效果检测:小组设计实验: ① 写出制备能生产乙肝疫苗的转基因酵母 菌操作步骤。 ②写出培育转基因抗软 化番茄的基本过程。(每小组选做一题)
第二十三页,共38页。
七、教学评价:
根据学生对老师设计的问题的回 答情况和学生提出问题的情况, 实时进行教学效果的评价,并对 教学节凑进行调节。
第十四页,共38页。
六、教学过程
学生带着问题自主阅读课文,小组内 讨论,总结出基因工程的四个基本操作 程序。然后请学生说出四个步骤。 (通
过学生自学和讨论来概括本文的重点内
容——基因工程的基本操作程序。这样既
可以提高学生的阅读能力,还可以提高分 析、归纳其所得信息能力及交流能力。)
第十五页,共38页。
第十八页,共38页。
六、教学过程
第二步骤:基因表达载体的构建。学习
这个步骤之前,让学生模拟制作重组DNA分子, 展示自己制作的重组DNA分子。在制作过程中提
出下列问题让学生思考:“含目的基因的DNA片 段和运载体各有几个切割位点?露出几个黏性末端? 如何拼接上去?”通过学生自己动手,模拟拼接, 加深学生对基因表达载体的构建的认识。然后,老 师提出下列问题:
第三页,共38页。
二、学生情况分析:
在学习基因工程之前,学生已经学完 了《分子与细胞》、《遗传与进化》,对
细胞的结构与功能、DNA分子的结构、 生物遗传与变异的规律及这些规律在育 种方面的应用有了较为全面的认识。对 运用现代生物技术----基因工程育种有着 较为强烈的兴趣。
第四页,共38页。
三、教学目标
第十九页,共38页。
六、教学过程

人教版高中生物选修(三)-1.2基因工程的基本操作程序 课件 (共42张PPT)

人教版高中生物选修(三)-1.2基因工程的基本操作程序 课件 (共42张PPT)

3. 通过DNA合成仪化学方法直接人工合成 (基因比较小、核苷酸序列又已知)
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
步骤二:基因表达载体的构建(核心内容)
1. 表达载体的构建过程
质粒
获取目的基因
C T TAAG G AAT T C
C T TAAG G AAT T C
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
转化:
指目的基因进入受体细胞内,并且在受 体细胞内维持稳定和表达的过程。
1.将目的基因导入植物细胞
(1)农杆菌转化法:感染双子叶植物和裸 子植物,对大多单子叶植物没有感染力;
(2)基因枪法:常用于单子叶植物; (3)花粉管通道法:转基因抗虫棉。
(2)基因枪法:常用于单子叶植物;
(A )
3.在遗传工程技术中,下列何种目的基因一般以直接分离的方法获得
A.人的胰岛素基因 C.芽孢杆菌的抗虫基因
B.蚕的蚕丝蛋白基因 D.菜豆储藏蛋白基因 C
4.不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A.能复制 C.具有标记基因
B.有多个限制酶切点 D.它是环状DNA
( D)
5.有关基因工程的叙述正确的是
操作环境
体内(细胞内)
体外
练习.有关PCR技术的说法,不正确的是( D ) A.PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核 酸合成技术 B.PCR技术的原理是DNA双链复制 C.利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已 知目的基因的核苷酸序列 D.PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
据图回答:
(1)将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别

人教版高二生物选修三1.2基因工程的基本操作程序课件 (共44张PPT)

人教版高二生物选修三1.2基因工程的基本操作程序课件 (共44张PPT)
6.人工合成目的基因的前提条件是什么?
7.基因工程的核心步骤是什么,目的是什么?
8.一个基因表达载体有哪几部分构成?分别什么 作用?
(二)利用PCR技术扩增目的基因
1、概念:PCR全称为__多__聚__酶__链__式__反__应__,是一项在生 物_体__外_复制_特__定__D_N__A_片__段__的核酸合成技术
检测,又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株
的耐盐性。
答案:(1)a a (2)基因枪 法(花粉管通道法) (3)植物组织培养(1分) 脱分化 (去分化) 再分化 (4)耐盐基因(目的基因) 一定 浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)
练习
4)有关基因工程的叙述正确的是 ( D )
A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供 资料
DNA
mRNA
多肽链
转录 翻译
三维结构 折叠
预期功能 生物功能
2、目标P26:
根据人们对 蛋白质功能 的特定需求, 对蛋白质的 结构 进行分子设计。
3、实质: 基因改造
蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其 与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因 合成,对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白 质,以满足人类对生产和生活的需求。
原核生物基因结构
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
编码区 :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 非编码区 编码蛋白质。
②有调控遗传信息表达的核 苷酸序列.包括启动子和终止子
基因结构
非编码区 编码区上游

高中生物基因工程的基本操作程序课件新人教版选修-PPT

高中生物基因工程的基本操作程序课件新人教版选修-PPT
方法—— DNA分子杂交技术
基因探针: 放射性同位素等标记得DNA分子
探针
15N
15N
转基因生 14N 物得DNA 14N
变性 变性
(2)检测目得基因就是否转录出了mRNA 方法—— DNA分子杂交技术
探针
15N
15N
变性
转基因生物 得mRNA
14N
14N
(3)检测目得基因就是否翻译成蛋白质 方法——抗原-抗体杂交
移植
花粉管通道法: 将目得基因导入植物细胞
①操作方法: 在植物花受粉后,花粉形成花粉管还末愈合前期,
剪去柱头,然后,滴入DNA(含得基因)使目得基因借助 花粉管通道进入受体细胞 ②特点: 十分简便经济
③例: 转基因抗虫棉
基因枪法: 将目得基因导入单子叶植物细胞
①操作方法:
利用压缩气体产生得动力 ,将包裹在金属粒表 面得表达载体DNA打入受体细胞中,使目得基因与其 整合并表达得方法 ②金属粒: 钨粉粒子和金粉粒子,粒子得直径一般在
构建表达载体
Ti质粒
目得DNA
T-DNA (可转移-DNA)
Hin dIII
Bt毒素蛋白基因
Hin dIII
苏云金杆菌
苏云金杆菌
Hin d限制性酶ⅠⅡ
DNA连接酶
含目得基因得重组Ti质粒导入农杆菌
(培养不具有氨苄青霉素 抗性基因和四环素抗性积基因得农杆菌)
不能存活
培养
培养
农杆菌
完全培养基
Ca2+ 处理细胞 形成感受态细胞
每重复一次,目得基因增加一 倍
PCR扩增为指数形式扩增2n(n为扩增循环得 次数),在短时间内扩增大量目得基因。
用化学方法直接人工合成目得基因

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[可修改版ppt]

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[可修改版ppt]
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
基因工程基本操作的四个步骤 1、目的基因的获取 获取的方法?
2、基因表达载体的构建 构建目的?组成?
3、将目的基因导入受体细胞
导入植物细胞、动物细胞、 微生物细胞的方法分别是?
4、目的基因的检测与鉴定
如何判断目的基因是否成功导入受体细胞? 如何判断导入后是否成功表达?
c、终止子 位于基因的末端,终止转录
d、标记基因 检测目的基因是否导入受体细胞
它们有什么作用?
思考: 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利于基 导入受体细胞无法 转录。
③转化过程:
Ti质粒
构建
表 达
转入
农 杆
导入
目的基因
载 体

植 物 细 胞
插入
植物细胞 染色体 DNA
表达
新 性 状
(2)基因枪法
适用于单子叶植物
基因枪法又称微 弹轰击法,是利用压 缩气体产生的动力, 将包裹在金属颗粒表 面的表达载体DNA打 入受体细胞中,使目 的基因与其整合并表 达的方法。
(3)花粉通道法 适用于被子植物
植物花粉在柱头 上萌发后,花粉管要 穿过花柱直通胚囊。 花粉管通道法就是在 植物受粉后,花粉形 成的花粉管还未愈合 前,剪去柱头,然后, 滴加DNA(含目的基 因),使目的基因借 助花方法人工合成
二、基因表达载体的构建 —— 核心
1.过程: 用一定的__限__制__酶___切割 质粒,使其出现一个切 口,露出_黏__性__末__端_____。
用_同__一__种__限__制__酶__切断目 的基因,使其产生_____ 相_同__的__黏__性__末__端_。

人教版高中生物选修3课件1.2基因工程的基本操作程序 (共35张PPT)

人教版高中生物选修3课件1.2基因工程的基本操作程序 (共35张PPT)

四、目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
(一)目的基因 主要是指编码蛋白质的结构基因
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、 人胰岛素基因等。

二、基因表达载体的构建 ——
核心
非编码区
编码区
2、利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术—聚合酶链式反应
DNA双链复制的基本原理 原理: 一段已知目的基因的核苷酸序列 前提: 原料: 四种脱氧核苷酸 模板DNA 条件:热稳定DNA聚合酶(Taq酶) 一对引物
PCR扩增仪
利用PCR技术扩增目的基因
5’ G—G 3’ C—C
引物Ⅱ ’ 5
T—C A—G 5’ 3’ A—G 5’
引物Ⅰ
3’
高温 变性
3’
G—G
低温 复性
1.目的基因DNA受热变性,解链; 2.引物与单链互补结合; 3.合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸。
中温 延伸
PCR 技术
加热 变性
低温 退火 复性
PCR循环
延伸
3、人工合成
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
化取某种生物的全部DNA
用适当的限制酶酶切
一定大小的DNA片段
将DNA片段与运载体连成流程图解
某种生物的单链mRNNA聚合酶
双链cDNA片段
与运载止子
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。没有启动子,基因就不能转录。
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. 终止子:终止转录。
非编码区
编码区
非编码区
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解旋酶催化 细胞核内 DNA聚合酶
结果
大量的DNA片段
形成整个DNA分子
3、人工合成的目的基因
1)反转录法:以目的 基因转录成的信使RNA 目的基因的mRNA在酶 单链DNA (cDNA)
的作用下合成双链DNA,
合成
从而获得所需的基因。 双链DNA
(即目的基因)
利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术
加热 变性
PCR循环
退
延伸



PCR技术过程(3分钟背会): a、DNA变性(90℃-95℃):双链DNA模板在
热作用下,氢__键___断裂,形成_单__链___D_N_A___
b、退火(复性55℃-65℃):系统温度降低,
引物与DNA模板结合,形成局部___双__链___。
c、延伸(70℃-75℃):在Taq酶的作用下,
合成与模板互补的_D__N_A_链___。
(5)条件:要_有__一__段_已__知__目__的_基__因__的__核__苷_酸_、序列 四__种__脱__氧__核__苷__酸___、一__对__引__物_____ 、
_D_N_A_聚__合__酶___.等
A.PEC
B. PER
C. PDR D. PCR
二、基因表达载体的构建——基因工 程的核心(背会)
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, 同时使目的基因能够表达和发挥 作用。
2、基因表达载体的组成:
复制原点+目的基因+启动子+终止子+标 记基因
2.表达载体的功能:使目的基因 在受体细胞中稳定存在,并且遗传 给下一代,同时,使目的基因便于 获得所需的目的基因。
(4)获取目的基因的根据:
根据目的基因的有关信息,例如,根据基 因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色 体上的位置、基因的转录产物mRNA,以及基 因的表达产物蛋白质等
提取某种生物的全部 DNA用适当的限制酶切
一定大小的DNA片段
将DNA片段与解
某种生物的单链mRNA
反(逆)转录酶 单链互补DNA DNA聚合酶
双链cDNA片段 与载体连接 (1)PCR技术概念:是一项在生物体外复制 特定DNA片段的核酸合成技术。
A.限制酶只在获取目的基因时才用 B.重组质粒的形成是在细胞内完成 的
C.质粒都可以作为运载体 D.蛋白质的氨基酸排列顺序可以为 合成目的基因提供线索
3、在基因工程技术中,下列方
法与目的基因获得无关的是(A)工合成法
4. 聚合酶链反应可表
示为( D )
1.2 基因工程的基本操作程序
目标导航
1.了解基因工程原理及基本操作程 序。 2.理解获取目的基因的途径及基因 表达载体的构建。 3.理解目的基因导入受体细胞的方 法、目的基因检测与鉴定的方法。
第一课时
基因工程基本操作的四个步骤 1、目的基因的获取 有了目的基因,我们才能赋予一
种生物以另一种生物的遗传特性。
一、目的基因的获取(1分钟背会)
(一)目的基因主要是_编__码__蛋__白___质___的___结___构___基因 (二)获取目的的概念: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,各个受体小, 如确的是( ) A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键, 也可利用解旋酶实现
B.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
C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D.PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
2、有关基因工程的叙述正确的是( D )
(2)原理:利用DNA复制原理,将基因的 核苷酸序列不断加以复制,使其呈指数方式
增加。指数扩增约为2n(n为扩增循环的次
数)。 (3)条件:已知目的基因的核苷酸序列、
引物、模板DNA、Taq_DNA聚合酶。
(4)过程:目的基因DNA受热变性 后解链为单链,与引物结合,然后 在Taq DNA聚合酶的作用下进行延 伸形成DNA。
使目的基因在受体细胞中稳
2、基因表达载体的构建 定存在,并可进行遗传、表
达和发挥作用
3、将目的基因导入受体细胞 载体进入受体细胞稳定表达, 才能实现一种生物的基因在 另一种生物中的转化。
4、目的基因的检测与鉴定 才能确定目的基因是否真正在受 体细胞中稳定遗传和正确表达。
基因工程的基本操作程序主要包 括四个步骤:(1分钟必背会) 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。
2)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 :
蛋白 mR 结构 目
质的 NA 基因 的
氨基 推 测
的核
推 测
的核
化学 合成

酸序 苷酸 苷酸


序列 序列
3)化学合成目的基因:如果基 因比较小,核苷酸序列又已知,也 可以利用DNA合成仪化学合成。
及时训练:1、PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技 术。PCR过程一般经历下述三十多次循环:95℃下使模板 DNA变性、解链→55℃下复性(引物与DNA模板链结合) →72℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列
(6)方式:以_指__数__方式扩增,即_2_n__(n
为扩增循环的次数)
7、结果:
使目的基因的片段在短时间内成百万 倍地扩增
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术
DNA复制
相 原理
同 点
原料
条件
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸 模板、能量、酶
解旋方式

DNA在高温下变性解旋
同 点
场所
体外复制

热稳定的DNA聚合酶
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