3.2基因工程的基本操作 课件(共34张PPT) 2024-2025学年人教版(2019)高中生物学选择性必修3

(课件网) 3.2基因工程的基本操作程序 苏云金杆菌 与载体拼接 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 抗虫棉 提取 表达Bt基因 导入 Bt基因 重组DNA分子 培育转基因抗虫棉的简要过程 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 目的基因 受体细胞 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 基因通常是有遗传效应的DNA片段 DNA片段 基因1 基因2 基因3 放大 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 编码区：能转录相应的mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质的DNA区段。 非编码区：不能转录为相应的mRNA，不能编码蛋白质的区段。 基因的结构 1.原核生物的基因结构 启动子 终止子 编码区 非编码区 非编码区 编码区上游 编码区下游 连续的、不间隔的 RNA聚合酶识别并结合的位点， 驱动基因转录出mRNA。 启动子 本质： 位置： 作用： 是一段有特殊序列结构的DNA片段 位于基因上游 1.原核生物的基因结构 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 启动子 终止子 连续的、不间隔的 终止转录。 终止子 本质： 位置： 作用： 也是一段有特殊序列结构的DNA片段 位于基因下游 2.真核生物的基因结构 启动子 终止子 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 间隔的、不连续的 内含子 外显子 外显子 内含子 能转录相应的mRNA，进一步能编码蛋白质的DNA序列。 能转录相应的mRNA，但却不能编码蛋白质的DNA序列。 2.真核生物的基因结构 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 启动子 终止子 转录 初级RNA 成熟mRNA 剪切、拼接 原核生物 真核生物 不同点 编码区是 的 编码区是间隔的、 的 相同点 都有能够编码蛋白质的 和 具有调控作用的 区组成的 连续 不连续 编码区 非编码 非编码序列 =非编码区 原核基因 非编码序列 真核基因 =非编码区+内含子 1.从基因文库中获取 含有某种生物部分基因片段的重组DNA的克隆群体。 ②cDNA文库的构建———mRNA逆转录形成 mRNA 杂交双链 单链DNA 双链cDNA (cDNA) 该生物 cDNA文库 基因组文库中的基因含有启动子、终止子、内含子， cDNA文库中的基因不含以上结构。 与载体连接 导入受体菌群 逆转录酶 核酸酶H DNA聚合酶 某一发育时期 二、目的基因的获取方法 3.利用PCR获取和扩增目的基因 1.从基因文库中获取 2.通过DNA合成仪直接合成 利用PCR获取和扩增目的基因 PCR由穆里斯等人于1985年发明，为此，穆里斯于1993年获得诺贝尔化学奖。 PCR是一项根据 的原理，在 提供参与DNA复制的 与 ，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 DNA半保留复制 体外 各种组分 反应条件 PCR———聚合酶链式反应 参与的组分 在PCR的作用 目的基因DNA 4种脱氧核苷酸 耐高温的DNA聚合酶(Taq酶) 引物 缓冲液 Mg2+ 高温 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸（两种） 打开DNA双链 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 催化合成DNA子链 维持反应体系的pH 激活DNA聚合酶的活性 体外DNA复制所需的基本条件 第1步：变性 5 ′- 3 ′- -3 ′ -5 ′ 5 ′- 3 ′- -3 ′ -5 ′ 当温度超过90℃时， 双链DNA解旋为单链。 95℃ PCR的过程 5 ′- 3 ′- -3 ′ -5 ′ 5 ′- -3 ′ -5 ′ 3 ′- 第2步：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。 50℃ 长度相同但C-G含量高的引物需要设定的复性温度较高 5 ′- -3 ′ -5 ′ 3 ′- 第3步：延伸 5 ′- -3 ′ -5 ′ 3 ′- 5 ′- -3 ′ -5 ′ 3 ′- 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。 72℃ DNA解链为单链 高温(95℃)变性 低温(50℃)复性 中温(72℃)延伸 引物结合到互补DNA ... ...