基因工程的基本操作步骤优秀课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
中温 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 ห้องสมุดไป่ตู้测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
二、基因表达载体的构建—— 核心
传而受功 给且体能 后要细： 代能胞使 。稳并目
定有的 存效基 在表因 且达进 遗，入
基因表达载体的构建
1）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。
基因工程的基本操作步骤优秀课 件
思考讨论问题： 1、基因工程包括哪些步骤？ 2、什么是目的基因？获取的方法有哪些方法？ 3、基因工程中的核心环节是哪一步？
4、基因表达载体导入到受体细胞有哪些方法？ 5、目的基因导入受体细胞就会成功表达吗？ 如 何检测和鉴定？
基因工程的基本操作程序
一、目的基因的获取 二、基因表达载体的构建 三、将目的基因导入受体细胞 四、目的基因的检测与鉴定
_________
模板，形成单链DNA，
在酶的作用下合成双链DNA，从而
获得了所需要的目的基因。
(3) 图中③代表 重组DNA，分子 它往往含 标记 基因，以便对 目的基因的检测。
三、目的基因导入受体细胞
• 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。
基因表达载体的组成：
a、启动子 b、目的基因 c、终止子 d、标记基因 e、复制原点
小试牛刀
1、下列属于获取目的基因的方法的是 ①利用mRNA反转录形成 ②从基因组文库中提取 ③从受体细胞中提取 ④利用PCR技术 ⑤利用DNA转录 ⑥人工合成 A.①②③⑤ B.①②⑤⑥ C.①②③④ D.①②④⑥
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：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。
非编码区 启动子
RNA聚合酶
编码区
非编码区
AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC
终止子
AGGUCACGUCG
2）用同一种限制酶切断目的基因，使其产 生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的切口 处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重 组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实际 上是不同来源的基因重组的过程。
非编码区 启动子
编码区
非编码区 终止子
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。
将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 文库
基因组DNA文库含：有一种生物的全部基因
部分基因文库： 只包含了一种生物的部分基因，
如:cDNA文库
（2）基因文库的建立方法
方法一：直接分离法 提取某种生物的全部DNA
用适当的限制酶酶切
将目的基因导入植物细胞的方法 1、农杆菌转化法 2、基因枪法 3、花粉管通道法
土壤农杆菌转化法示意图
将目的基因导入动物细胞的方法 显微注射法
将目的基因导入微生物细胞方法
宿主细胞（大肠杆菌）
Ca2+
感受态细胞（大肠杆菌）
四、目的基因的检测与鉴定
首先： 要检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因
一、目的基因的获取
(一）目的基因
主要是指编码蛋白质的基因
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 （抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。
（二）获取目的基因的方法
1、从基因文库中直接获取 2、PCR技术扩增 3、化学方法直接人工合成
1、从基因文库中直接获取
（1）基因文库的概念
小试牛刀
2、1997年，科学家将动物体内的能
够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的
DNA分子重组，并且在大肠杆菌中
表达成功。请据右下图回答问题。
(1)此图表示的是采取__人___工_____合成基
因的方法获取__目___的_____基因的过程。
(2) 图中①DNA是以为控制__胰__岛__素__合_ 成的信使RNA
DNA分子杂交技术 分子探针
其次： 检测目的基因是否转录出mRNA
最后： 检测目的基因是否翻译出蛋白质
还要： 个体生物学水平的鉴定
受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因 完成了表达吗？
不能，受体细胞必须表现出特定的性状， 才能说明目的基因完成了表达。
若不能表达， 要对抗虫基因 再进行修饰。
多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培 养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄 入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出 相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应 变化的个体进一步培养、研究。
前提：一段已知目的基因的核苷酸序列
四种脱氧核苷酸 条件：热模 D稳N板A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 5’ 引物Ⅱ 3’
G—G
3’ATA———GCG
3’ 55’’
引物Ⅰ
高温 变性
低温 退火
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。
一定大小的DNA片段
将DNA片段与运载体连接
导入受体菌中储存
基因组文库
方法二：反转录法--cDNA的合成流程图 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
与运载体连接
导入受体菌中储存
cDNA文库
2、利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术—多聚酶链式反应
原理：DNA半保留复制的基本原 理
中温 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 ห้องสมุดไป่ตู้测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
二、基因表达载体的构建—— 核心
传而受功 给且体能 后要细： 代能胞使 。稳并目
定有的 存效基 在表因 且达进 遗，入
基因表达载体的构建
1）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。
基因工程的基本操作步骤优秀课 件
思考讨论问题： 1、基因工程包括哪些步骤？ 2、什么是目的基因？获取的方法有哪些方法？ 3、基因工程中的核心环节是哪一步？
4、基因表达载体导入到受体细胞有哪些方法？ 5、目的基因导入受体细胞就会成功表达吗？ 如 何检测和鉴定？
基因工程的基本操作程序
一、目的基因的获取 二、基因表达载体的构建 三、将目的基因导入受体细胞 四、目的基因的检测与鉴定
_________
模板，形成单链DNA，
在酶的作用下合成双链DNA，从而
获得了所需要的目的基因。
(3) 图中③代表 重组DNA，分子 它往往含 标记 基因，以便对 目的基因的检测。
三、目的基因导入受体细胞
• 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。
基因表达载体的组成：
a、启动子 b、目的基因 c、终止子 d、标记基因 e、复制原点
小试牛刀
1、下列属于获取目的基因的方法的是 ①利用mRNA反转录形成 ②从基因组文库中提取 ③从受体细胞中提取 ④利用PCR技术 ⑤利用DNA转录 ⑥人工合成 A.①②③⑤ B.①②⑤⑥ C.①②③④ D.①②④⑥
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：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。
非编码区 启动子
RNA聚合酶
编码区
非编码区
AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC
终止子
AGGUCACGUCG
2）用同一种限制酶切断目的基因，使其产 生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的切口 处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重 组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实际 上是不同来源的基因重组的过程。
非编码区 启动子
编码区
非编码区 终止子
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。
将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 文库
基因组DNA文库含：有一种生物的全部基因
部分基因文库： 只包含了一种生物的部分基因，
如:cDNA文库
（2）基因文库的建立方法
方法一：直接分离法 提取某种生物的全部DNA
用适当的限制酶酶切
将目的基因导入植物细胞的方法 1、农杆菌转化法 2、基因枪法 3、花粉管通道法
土壤农杆菌转化法示意图
将目的基因导入动物细胞的方法 显微注射法
将目的基因导入微生物细胞方法
宿主细胞（大肠杆菌）
Ca2+
感受态细胞（大肠杆菌）
四、目的基因的检测与鉴定
首先： 要检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因
一、目的基因的获取
(一）目的基因
主要是指编码蛋白质的基因
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 （抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。
（二）获取目的基因的方法
1、从基因文库中直接获取 2、PCR技术扩增 3、化学方法直接人工合成
1、从基因文库中直接获取
（1）基因文库的概念
小试牛刀
2、1997年，科学家将动物体内的能
够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的
DNA分子重组，并且在大肠杆菌中
表达成功。请据右下图回答问题。
(1)此图表示的是采取__人___工_____合成基
因的方法获取__目___的_____基因的过程。
(2) 图中①DNA是以为控制__胰__岛__素__合_ 成的信使RNA
DNA分子杂交技术 分子探针
其次： 检测目的基因是否转录出mRNA
最后： 检测目的基因是否翻译出蛋白质
还要： 个体生物学水平的鉴定
受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因 完成了表达吗？
不能，受体细胞必须表现出特定的性状， 才能说明目的基因完成了表达。
若不能表达， 要对抗虫基因 再进行修饰。
多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培 养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄 入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出 相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应 变化的个体进一步培养、研究。
前提：一段已知目的基因的核苷酸序列
四种脱氧核苷酸 条件：热模 D稳N板A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 5’ 引物Ⅱ 3’
G—G
3’ATA———GCG
3’ 55’’
引物Ⅰ
高温 变性
低温 退火
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。
一定大小的DNA片段
将DNA片段与运载体连接
导入受体菌中储存
基因组文库
方法二：反转录法--cDNA的合成流程图 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
与运载体连接
导入受体菌中储存
cDNA文库
2、利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术—多聚酶链式反应
原理：DNA半保留复制的基本原 理