3.2 基因工程的基本操作程序（第2课时）（共34张PPT）2024-2025学年人教版高中生物学选择性必修3

(课件网) 第2节 基因工程的 基本操作程序 第2课时 说出基因表达载体的结构及构建过程。 能简述将目的基因导入不同受体细胞的方法。 能阐明从分子水平和个体水平检测目的基因的方法。 1 2 3 4 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 基因工程的基本操作程序 利用PCR获取和扩增 耐高温的DNA聚合酶(Taq酶） 4种脱氧核苷酸（DNTP） 引物 待扩增的DNA片段（模板） 5’ 5’ 变性 复性 延伸 温度上升到90℃以上，双链DNA解聚为单链 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。 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聚合酶的作用下合成新的DNA链。 PCR扩增目的基因的过程 能不能直接将目的基因导入受体细胞，为什么？如果不能，如何避免该结果的发生呢？ 不能。 构建基因表达载体（核心工作） 游离的DNA片段进入受体细胞，一般会直接被分解，就算可以进行转录和翻译成蛋白质，游离的DNA片段也无法随着细胞分裂进行复制，导致子代细胞不再含有目的基因（不能稳定遗传）。 思考 1.构建基因表达载体的目的： 思考：各个元件有什么作用？ （1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，且可以遗传给下一代； （2）使目的基因能够在受体细胞中表达和发挥作用。 一、基因表达载体的构建———核心步骤 2.基因表达载体的组成 02 目的基因：能控制表达所需要的特殊性状 必须插到启动子和终止子之间 复制原点： DNA复制的起始位点 终止子： 本质：有特殊序列结构的DNA片段 位置：基因的下游 功能：终止转录 四环素抗性基因、荧光蛋白基因等 启动子： 本质：有特殊序列结构的DNA片段 位置：基因的上游 功能：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 标记基因：作用为鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 ③再利用 将含目的基因的DNA片段拼接到 的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子（基因表达载体）。 目的基因 限制酶切割位点 标记基因 启动子 限制酶切割位点 终止子 复制原点 限制酶 限制酶 DNA连接酶 ①首先用一定的 切割载体（质粒），使它出现一个切口。 ②然后用 限制酶或能产生 末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段。 限制酶 同种 相同 DNA连接酶 载体 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。 3.基因表达载体的构建过程 思考：使用一种DNA限制酶进行切割（单酶切），是否只会得到目的基因与载体结合的这一种重组DNA？ 载体 目的基因 自连 片段间的连接 目的基因自连 质粒自连 目的基因与质粒连接 目的基因与目的基因连接 质粒与质粒连接 正向连接 反向连接 1 1’ 2 2’ 1 2 2’ 1’ 2 2’ 1’ 1 选择两种不同的限制酶同时对目的基因和质粒切割（双酶切），防止目的基因和载体的自身环化和反向连接。 思考·讨论 用什么限制酶切割最合适？ 双酶切，防止环化 (1)不破坏目的基因原则： (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则： 图甲中可选择PstⅠ，或者PstⅠ和EcoRI;而不选择SmaⅠ。 质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 PstⅠ和EcoRI 目的基因 基因表达载体需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入 ，若目的基因插入启动子部位，启动子将失去原功能。 启动子和终止子之间的部位 1.基因工程中的基因表达载体≠载体： 基因表达载体与载体相比增加了 。 2.目的基因插入位点不是随意的： 注意事项 将目的基因与载体结合，构建好基因表达载体后，下面该进行什么操作？ 基因工程第三步：将目的基因导入受体细胞 思 考 将生物的所有DNA直接导入 ... ...