中学联盟河北省南宫市奋飞中学人教版高中生物选修3课件：专题1 基因工程 (共36张PPT).ppt

* 1、什么是基因工程？基因工程的基本工具？ 4、基因工程的基本操作步骤？基因工程的基本原理？ 5、从结构上分析，为什么不同生物的DNA能够重组？ 思考： 按 提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 1.基本组成单位相同：脱氧核苷酸。 2.空间结构相同：双螺旋结构。 3.碱基配对方式相同：A与T、G与C。 专题一　基因工程 1.1　基因工程原理及技术 一、基因工程的基本工具 1．限制性核酸内切酶 主要从原核生物中分离纯化而来;识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键,产生黏性末端或平末端. 2．DNA连接酶:将DNA片段拼接成DNA分子. 类型 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 功能 连接黏性末端 黏性末端和平末端 结果 恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键 游离 磷酸 参考图1-2，指出限制酶切割磷酸二酯键的部位？ 参考图1—3，在它识别序列的中轴线两侧DNA分子的碱基排列有何特点？ 双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同点 不 同 点 模板 作用 对象 作用 结果 用途 都是形成磷酸二酯键 一条DNA链为模板 不需要模板 单个脱氧核苷酸 两个DNA 片段之间 一条与模板链 互补的DNA链 形成完整的 DNA分子 基因工程 DNA复制 3.载体 (1)常用载体——质粒 化学本质:小型环状DNA. 特点:能自我复制；有一个至多个限制 酶切点；有特殊的标记基因。 (2)其他:λ噬菌体衍生物、动植物病毒等 限制性核酸内切酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 解旋酶 1.2 基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作步骤主要包括： 第一步 目的基因的获取； 第二步 基因表达载体的构建； 第三步 将目的基因导入受体细胞； 第四步 目的基因的检测与鉴定。 一．目的基因的获取 1．目的基因： 主要是指编码蛋白质的结构基因。 原核细胞基因结构示意图 原核细胞的基因是由成百上千个核苷酸对组成的.编码区能够转录为相应的信使RNA,进而指导蛋白质的合成,能够编码蛋白质;非编码区不能转录为信使RNA,不能编码蛋白质,调控遗传信息的表达. 与RNA聚合酶结合位点 编码区 非编码区 非编码区 与RNA聚合酶结合位点 编码区 非编码区 非编码区 外显子 内含子 真核细胞基因结构示意图 编码区和非编码区组成.非编码区有调控作用的核苷酸序列,编码区是间隔的.不连续的.能够编码蛋白质的序列(外显子)被不能够编码蛋白质的序列(内含子)分隔开来. 从基因文库中获取 利用PCR技术扩增 人工合成：化学合成法和反转录法 基因组文库 cDNA文库 2．目的基因的获取方法： 基因组文库： 含有一种生物的 基因。 cDNA文库： 含有一种生物的 基因，可由mRNA反转录而来 。 所有 部分 参看P10资料卡 原核生物 适用基因较小，核苷酸（或氨基酸）序列已知 利用PCR技术扩增目的基因 ①PCR:是一项在生物体外 特定DNA片段的核酸合成技术。 ②前提:已知目的基因的 序列。 ③过程:目的基因DNA受热形成 ,与 结合，然后在 的作用下进行延伸形成DNA。 (变性、退火、延伸、多次重复) ④方式：指数扩增=2n 原料、条件？离子等5种。 复制 核苷酸 单链 引物 DNA聚合酶 热稳定性 过程： A.变性(90℃-95℃):双链DNA模板在热作用下,____断裂,形成_ __. B.退火(复性 55℃-60℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部____. C.延伸(70℃-75℃):在Taq酶的作用下,从引物的5′端→3′端延伸,合成与模板互补的________。 氢键 单链DNA 双链DNA DNA链 D.多次重复. PCR技术扩增与DNA复制的比较 PCR技术 DNA复制 相同点 原料 条件 不同点 解旋方式 场所 酶 结果 四种脱氧核苷酸 模板、能量、酶 高温下变性 解旋酶催化 体外复制 细胞核内 热稳定DNA聚合酶 细胞内DNA聚合酶 大量DNA片段 整个DNA分子 1.目的： 二．基因表达载体的构建 稳定存在，可以遗传，表达和发挥作用。 2.组成： (2)过程(基因工程的核心) 限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—； 限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC— 切割质粒应选择酶Ⅰ 切割目的基因应选择酶Ⅱ， 方法 导入 植物细胞 导入 动物细胞 导入 微生物细胞 农杆菌转化法 基 因 枪 法 花粉管通道法 ——显微注射法 ——感受态细胞 三．将目的