3.2.1《基因工程的基本操作程序-GFP基因的获取、扩增与鉴定》教学课件(共26张PPT2个视频)-人教版高中生物（2019）选择性必修三

(课件网) 转荧光基因大肠杆菌“画”的画 “荧光大肠杆菌”的诞生日记 GFP基因的获取、扩增与鉴定 生物 高三年级上学期 单元主题：基因工程 研究课题：荧光大肠杆菌的诞生日记 绿色荧光蛋白基因 （ GFP基因） “荧光大肠杆菌” 课题设计思路： 荧光水母 大肠杆菌 GFP基因表达 思考：水母是真核生物，而大肠杆菌是原核生物，来自水母的GFP基因可以在大肠杆菌杆菌中成功表达吗？ 水母的基因结构 GFP 前体mRNA 转录 GFP成熟mRNA 汉水丑生侯伟作品 剪切、拼接 外显子 内含子 启动子 终止子 编码区（基因） 非编码区 非编码区 大肠杆菌的基因结构 编码区（基因） 启动子 终止子 转录 成熟mRNA 水母总mRNA 逆转录酶 杂交双链 核酸酶H 单链DNA GFP基因 水母总cDNA DNA聚合酶 大肠杆菌 cDNA不含有非编码序列--即启动子、终止子和内含子 知识拓展 ：基因的结构 ①如何获得并扩增绿色荧光基因（GFP基因）？ ②如何鉴定扩增后的GFP基因？ 任务清单： 研究课题：荧光大肠杆菌的诞生日记 编码荧光蛋白的核苷酸序列 GFP的cDNA 获取、扩增 1 目的基因（荧光基因等）： 在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。 主要指的是编码蛋白质的基因。 与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的 任务一：如何获得并扩增GFP基因 GFP基因的获取、扩增与鉴定 合作探究1：阅读教材P77-79，以小组为单位思考回答以下问题 1.常用扩增GFP基因的方法、原理、目的？ 2.结合体内DNA复制过程，思考扩增GFP基因需要哪些组分参与？ 3.如何利用该方法特异性的获取GFP基因并扩增？ 4.利用给出的材料模拟并讲述该过程。 GFP基因的获取、扩增与鉴定 任务一：如何获得并扩增GFP基因 GFP基因 快速获得大量GFP基因 PCR（Polymerase Chain Reaction） 1.常用扩增GFP基因的方法、原理、目的？ PCR是聚合酶链式反应的缩写，是一项根据DNA半保留复制，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，可在短时间内对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 原 理 目 的 PCR扩增仪 GFP基因的获取、扩增与鉴定 任务一：如何获得并扩增GFP基因 2.结合体内DNA复制过程，思考扩增GFP基因需要哪些组分参与？ 任务一：如何获得并扩增GFP基因-PCR GFP基因的获取、扩增与鉴定 条 件 模板： 原料： 能量： 酶： DNA的两条母链 4种游离的脱氧核苷酸 ATP 解旋酶、DNA聚合酶 引物为DNA聚合酶提供了游离的3 ′端，使DNA聚合酶从3 ′端延伸子链。(DNA聚合酶不具有从头合成子链的功能) 2.结合体内DNA复制过程，思考扩增GFP基因需要哪些组分参与？ DNA（含GFP基因）模板 引物 4种脱氧核苷三磷酸（dNTP） 缓冲液 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） Mg2+ 作为DNA复制的模板 使DNA聚合酶能从引物3′端开始连接脱氧核苷酸 作为合成DNA子链的原料 提供相对稳定的pH环境 催化合成DNA子链 真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活 GFP基因的获取、扩增与鉴定 任务一：如何获得并扩增GFP基因-PCR 根据查询的GFP基因序列，尝试设计引物 要求：从①－④中选择2个合适的位置设计引物，写出引物的部分序列，并注明方向。 5’-ATG …… ATC GAG ACC GGT …… TAA-3’ 3’-TAC …… TAG CTC TGG CCA …… ATT-5’ ① ② ③ ④ 3’…... ATT-5’ 5’-ATG…... 3’ 1、PCR扩增时至少需要____种引物，原因是_____ 2 DNA的两条链是反向平行的（序列不同） GFP基因序列 G T C C G A 2、设计引物的要求： ①2种引物之间不能发生碱基互补配对，原因_____ ②同种引物之间不能发生碱基互补配对，原因_____ 导致引物不能与模板链结合 防止引物自身折叠 实验原理 PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制D ... ...