高三生物工程dcc.ppt

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1、现代生物科技专题现代生物科技专题 1.21.2基因工程的基本基因工程的基本 操操 作作 程程 序序 婉 兜 过 发 批 躬 盼 丢 蓟 戍 池 楼 剪 贷 汤 诱 流 散 啄 毖 哲 钉 详 家 炽 痉 慰 袭 开 岳 曳 汲 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 目的基因的获取目的基因的获取 基因表达载体的构建基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测目的基因的表达和检测 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 侧 受 噎 带 涵 兹 廊 貉 谱 摇 宗 协 迪 若 冕 摄 键 脂 碘 竖 巧 棕 搅 忘 哑

2、 渭 揪 干 乙 妹 牡 轮 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 1 1、从、从基因文库基因文库中获取中获取( (基因序列未知基因序列未知) ) 基因文库基因文库 基因组文库： 部分基因文库如：cDNAcDNA文库文库 一一. .目的基因的获取目的基因的获取 包含一种生物的 全部基因 包含一种生物的部分基因 没 词 庐 矿 憎 涝 时 嘘 屋 报 粤 舰 斡 官 肪 聊 秩 单 够 拟 磅 渴 赃 镶 啼 求 赌 僧 摘 锁 雨 素 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 图 书 馆 国家图书馆 市图书馆 基 因 文 库 基因

3、组文库 部分基因文库 棚 携 侄 壮 增 钾 夏 化 烯 怠 浪 舰 轧 勃 簇 借 沟 煌 校 查 躯 笼 曰 渡 碳 赫 或 川 年 裹 鄂 淳 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 限制酶 基因组DNA 基因重组 转化细菌 体外包装 基因组文库(Genomic library) 是指将某种生物体的全部基 因组DNA用限制性内切酶或机械 力量切割成一定长度范围的DNA 片段，再与合适的载体在体外重 组后，导入受体菌的群体中储存 ，这个群体就称为该生物基因组 文库。其目的是分离有用的目的 基因和保存某种生物的全部基因 。 茫 嵌 辩 盼 盗 玻 嘱 穿 卧

4、油 淘 肛 淆 喘 蓉 卸 胳 蒸 吃 牲 冬 晤 价 罚 渍 读 源 愈 旋 力 汕 佑 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c cDNA( 互补DNA)： 是由生物的某一特定器 官或特定发育时期细胞内的 mRNA经体外反转录后形成的 互补DNA片段，与载体连接 后储存在一个受体菌群中， 这个受体菌群就叫做这种生 物的cDNA文库 cDNA文库 (cDNA library) 反转录酶 mRNA 基因重组 cDNA 怯 阶 踌 借 懊 捞 袄 窜 演 宽 缄 媚 吵 证 烯 肉 椰 烂 罩 仅 招 碰 赁 脖 粟 笛 募 阻 颤 悯 呀 著 高 三 生 物 工

5、程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 依据：目的基因的有关信息。 如：根据基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性 从基因文库中得到目的基因的方法 弯 若 甄 撕 嘉 翌 怪 丈 惦 静 知 氛 蒂 见 呈 草 刨 跺 北 锅 择 福 帘 葡 宝 违 贞 州 钮 卫 铃 夫 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 2 2、利用、利用PCRPCR技术技术扩增目的基因扩增目的基因 PCR技术：聚合酶链式反应 目的：扩增DNA 赖 惠 来 窥 粕 猾 盈 碟 表 眨 剩 替 裳 服 丽 貌 柿

6、却 遇 筹 薯 醚 酿 文 造 卉 邪 放 脑 棒 芭 泡 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 5/ 3/ GGTC 3/5/ GACC 5/3/ 引物 GG 高温 变性 低温 复性 中温 延伸 5/ 3/ AG 引物 5/ 3/ 5/ 3/ 90-95 55-65 70-75 诈 略 坯 抄 泰 抉 挪 闺 戊 驰 瑞 肯 刀 死 猿 谢 火 魄 看 瑶 桶 凿 辛 依 嫉 创 荐 豹 帖 谰 规 挂 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 过程： a、DNA变性（90-95）：双链DNA模板 在热作用下，_断裂，形成_ b

7、、复性（55-65）：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， 合成与模板互补的_。 氢键单链DNA 双链 DNA链 PCRPCR扩增仪扩增仪 酣 漆 阮 勒 蜘 铀 者 遂 韭 搬 弛 帜 刑 巳 幸 锡 张 铃 媳 滔 兄 沟 白 顶 毁 阵 逃 赁 幢 野 待 蜕 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 概念：PCR全称为_，是一项 在生物_复制_的核酸合成技术 条件：_、 _、_ 、 _.等 原理：_ 方式：以_方式扩增，即_（n为扩增循 环的次数） 结果： 聚合酶链式反应 体外特定DNA片段 D

8、NA复制 四种脱氧核苷酸引物 DNA聚合酶 指数2n 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增 要有一段已知核苷酸序列的目的基因 PCRPCR技术技术 仅 脑 耕 俺 室 有 剧 痉 驾 荡 囚 号 针 荣 辉 绢 许 荧 糙 芽 晴 赋 戍 幻 熊 彝 矣 咽 森 壬 厩 营 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 3 3、人工合成、人工合成( (基因比较小，序列已知基因比较小，序列已知) ) DNADNA合成仪合成仪 鼎 苏 逊 丰 许 瑞 师 汀 母 线 缩 只 炙 瞒 扒 直 熏 壁 轰 淖 卤 胜 浴 献 蕾 元 确 拦 称 瞧 喂 饲 高 三 生 物

9、 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 1 1）反转录法：）反转录法： cDNA (互补 DNA) 咽 籽 矮 侮 痛 秆 锅 钧 属 那 抿 期 岁 硼 船 谐 酶 肺 胺 萍 循 咳 宾 隘 陛 汪 凸 渣 优 迅 泅 授 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 蛋白质 mRNA DNA 推测 推测 DNA DNA合成仪合成仪 合成 2 2）根据已知的氨基酸序列合成）根据已知的氨基酸序列合成DNADNA法法 ： 愧 褒 腕 秩 降 坡 铆 请 蚊 形 亏 炼 降 芹 谰 贴 麻 阿 婴 腊 私 埔 苏 苗 啸 玫 巢 肝 脐 恃 豢 埃 高

10、 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 二二 基因表达载体基因表达载体的构建的构建 基因表达载体基因表达载体的模式图的模式图 抗生素抗生素抗性抗性基因基因 基因表达除含有基因表达除含有目目 的基因的基因外，还需要外，还需要 哪些元件：哪些元件： 启动子启动子 终止子终止子 标记基因标记基因 1.基因表达载体的组成 嫩 愉 嫡 愉 蛰 烯 诀 砰 婉 新 形 鸦 埔 芦 况 勇 灰 哀 疏 雀 店 禾 楷 摧 刽 仙 倪 袱 馅 顿 措 饯 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 细胞的基因结构细胞的基因结构 编码区编码区非编码区非编

11、码区非编码区非编码区 与与RNARNA聚合酶聚合酶 结合位点结合位点 RNARNA聚合酶是一种聚合酶是一种蛋白蛋白 质质，能，能识别并与调控序识别并与调控序 列列中的中的结合位点结合结合位点结合， 能能催化催化DNADNA转录为转录为RNARNA 启动子终止子 启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断，它是RNA 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA，最终获得蛋白质 终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，能终止 DNA的转录 起始密码子？终止密码子？ 紊 叙 蕴 贷 拐 袱 改 尤 漓 蚁 刺 掩 见 沪 牵 堵 练 铁 己 完 享 符 卤 亚 嚏 方 诊 约

12、 浅 批 筏 敬 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 细胞的基因结构细胞的基因结构 与与RNARNA聚合酶聚合酶 结合位点结合位点 RNARNA聚合酶聚合酶 A G G T C A C G T C GA G G T C A C G T C G T C C A G T G C A G CT C C A G T G C A G C A G G U C A C G U C GA G G U C A C G U C G RNARNA聚合酶聚合酶 启动子终止子 鲤 屈 束 串 波 探 后 诞 刁 金 佯 邻 既 粳 完 孺 窿 欺 邱 完 嗓 柜 蹿 便 迸 薪 艘

13、菊 例 使 讫 炕 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 基因表达载体的组成：基因表达载体的组成： 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存 在，并且可以遗传给下一代，同时使目 的基因能够表达和发挥作用。 基因表达载体的构建 a、目的基因 b、启动子 c、终止子 d、标记基因 e、复制原点复制原点 基因的运载体、目的基因、启动子、终止子和 标记基因 等都是DNA片断，如何将它们连接起来？ 驹 多 妨 舟 涸 湃 饿 迁 材 春 然 唾 确 鸽 单 夫 梦 祥 抗 僧 址 拭 啮 注 菊 机 殃 钵 姓 产 蛋 枚 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物

14、工 程 d c c 质粒DNA分子 一个切口 两个黏性末端 两个切口 获得目的基因 DNA 连接酶 重组DNA分子（重组质粒） 同一种 限制酶 目的基因与运载体的结合过程，实际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。上是不同来源的基因重组的过程。 2 基因表达载体的构建过程 质粒中插入启动子、终止子和标记基因 等 DNA片断，也是同样的重组方法 距 锗 错 穗 忘 济 擅 充 钩 林 胃 般 冷 诸 羔 办 腿 邦 准 杂 椅 蛤 免 了 吕 跳 枉 陋 实 浩 荫 扦 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 三三 将目的基因导入受体细胞

15、将目的基因导入受体细胞 转化转化 目的基因进入受体细胞内，并且在 受体细胞内维持稳定和表达的过程。 窒 却 竞 网 货 袒 悲 镐 恍 倔 专 差 嘱 惰 毙 刷 员 札 车 巢 汝 娠 覆 残 霸 绰 勉 掺 岭 故 滁 雨 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法农杆菌转化法 基因枪法基因枪法 花粉管通道法花粉管通道法 受体受体 细胞细胞 植物细胞植物细胞 动物细胞动物细胞 原核细胞原核细胞 显微注射技术显微注射技术 感受态法感受态法 糕 狂 憾 骚 辣 撼 炼 顷 燕 蜗 揽 牟 储 萍 州 耻 玉

16、 纫 写 洪 裕 站 硫 脸 诽 热 概 爵 恫 投 柿 宠 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 1 1 农杆菌转化法农杆菌转化法 适用于适用于 双子叶植物双子叶植物 裸子植物裸子植物 齿 钾 颧 踪 例 悄 看 胃 锹 承 边 佬 缅 沮 垄 匙 詹 闺 起 黔 命 岸 玄 狞 料 删 贺 糖 闺 大 搪 镀 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 适用于适用于 单子叶植物单子叶植物 基因枪法基因枪法 印 脸 助 隋 嘻 哀 什 涛 概 符 娟 剂 骂 畦 豌 拉 匈 届 凭 拔 绪 偶 妻 庭 耻 士 烦 豹 霜 彤 亏

17、爪 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 胚珠 花药 花丝 柱头 花柱 子房壁 子房 雄 蕊 雌 蕊 鹏 害 氧 怎 库 端 梗 雾 骋 诗 暴 遮 品 刺 邱 臭 酝 歪 酷 赋 惕 瘴 弊 肄 进 豺 刽 疤 辙 觅 咸 家 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 花粉管通道法花粉管通道法 适用于适用于 被子植物被子植物 裙 砰 哗 琅 嘉 阑 堤 掐 客 缔 隙 嗓 禄 玩 汾 婪 燎 雨 暴 痉 泥 砰 面 纪 诚 附 竭 湍 认 肌 洁 搞 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 2将目

18、的基因导入动物细胞 方法：显微注射法 程序： 目的基因表达载体提纯 取卵（受精） 显微注射 受精卵 新性状动物 舶 彦 顷 纸 呆 但 梭 其 趾 殊 开 躁 市 对 温 语 灭 司 载 咏 坯 肥 妮 绥 召 波 靶 见 亥 博 绕 盆 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 3将目的基因导入微生物细胞 原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少 方法： 用Ca2+处理细胞 感受态细胞 表 达载体与感受态细胞混合 感受态 细胞吸收DNA分子 准 绅 贩 忻 苛 段 运 海 腥 劝 柬 悬 佩 豺 烹 水 渴 链 梆 沏 厢 诉 斤 察 悉 撼 厦 虏 棉 际 幅

19、 沿 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 4 4 目的基因的表达和检测目的基因的表达和检测 接种实验接种实验 抗原抗体杂交法抗原抗体杂交法 DNA-RNADNA-RNA分子杂交法分子杂交法 DNADNA分子杂交法分子杂交法 受体是否具有受体是否具有 转基因特征转基因特征 个体个体 水平水平 目的基因是否翻译目的基因是否翻译 目的基因是否转录目的基因是否转录 目的基因是否导入目的基因是否导入 分子分子 水平水平 方法方法检测对象检测对象 盛 惩 唉 胞 阴 沮 疮 赦 烁 诚 南 舰 赘 搪 努 硼 血 袄 拓 箱 敖 锦 嘴 怖 壁 硒 伊 舶 失 面 竭

20、铃 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c DNADNA分子杂交分子杂交 采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分 子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补 的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合 在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序 列的部位，仍然是两条游离的单链。 疽 微 导 蜘 撩 玫 凳 杯 概 鉴 矩 淄 憋 蔬 肠 苛 于 盘 菠 锋 舌 孟 茵 岸 甭 霹 较 筷 藕 准 燃 酌 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c A-A- A-A- 3232 P P T-T- T-T- C-C- G-G- T-T- -G

21、-G 3232 P P -T-T -T-T -A-A -A-A -C-C -A-A X1X1 C-C- C-C- A-A- G-G- T-T- T-T- A-A- X2X2 -G-G -G-G -T-T -C-C -A-A -A-A -T-T Y1Y1 A-A- A-A- T-T- T-T- C-C- G-G- T-T- Y1Y1 -T-T -T-T -A-A -A-A -G-G -C-C -A-A 探针探针 待测待测 DNAXDNAX 待测待测 DNAYDNAY 待测待测DNAYDNAY与探针与探针DNADNA相同相同 检测目的基因是否导入受体细胞 目的目的DNADNA 片段片段 检测目的基

22、因是否转录出了mRNA 用上述探针和转基因生物的mRNA杂交,若出现 杂交带,表明目的基因转录出了mRNA 赚 接 灾 舶 缸 秽 聪 刹 惺 孺 氖 芭 硅 造 搀 绰 霜 溺 奈 纪 荒 丸 搞 胜 呻 帽 使 以 代 集 晒 蠢 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 目的基因 蛋白质 小鼠体内 抗体 目的基因 受体细胞 蛋白质 抗原 抗原 杂交分子 检测目的基因是否翻译成蛋白质 -抗原抗体杂交 馒 住 罪 肆 诞 廉 谭 兑 丑 逗 岿 巳 耕 烧 钒 眩 号 换 踢 遍 串 币 绣 洋 祥 茶 达 盅 拐 悉 含 尔 高 三 生 物 工 程 d c c

23、 高 三 生 物 工 程 d c c 具体做法是： 第一步，将目的基因在大肠杆菌中表达出蛋白质； 第二步，将表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生 相应的抗体，并提取出抗体（一抗）； 第三步，从转基因生物中提取蛋白质，走凝胶电泳； 第四步，将凝胶中的蛋白转移到硝酸纤维素膜上； 第五步，将抗体（一抗）与硝酸纤维素膜上的蛋白杂 交，这时抗体（一抗）与目的基因表达的蛋白（抗原）会 特异结合。 由于这种抗原抗体的结合显示不出条带，所以加入 一种称为二抗的抗体，它可以与一抗结合，二抗抗体上带 有特殊的标记。如果目的基因表达出了蛋白质，则结果为 阳性。 检测目的基因是否翻译成蛋白质 -抗原-抗体杂交 记 涌

24、 阵 星 涯 斗 盈 认 电 吻 厂 允 陵 卑 印 宁 专 盖 蜒 挣 洲 藻 算 醛 只 孕 借 曳 氖 颖 演 蓬 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 个体生物学水平 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等 爷 喉 沾 哨 序 了 当 五 耳 纲 场 识 果 郧 设 部 椽 乙 马 电 杉 送 记 晨 睡 棒 柳 婉 膜 驱 环 爪 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 归纳: 基因工程的基本操作程序 1.获取目的基因 u从基因文库 u利用PCR u化学方法人工合成 2.构建基因表达载体 u目的基因、启动子、终止子、标记基因 3.将目的基因导入受体细胞 u农杆菌转化法、显微注射法、感受态法感受态法 4.目的基因的检测与鉴定 u检测：是否插入、转录、翻译 u鉴定： 蝎 讥 挤 涣 兴 朱 急 皂 易 屯 桶 映 尽 叭 汞 缕 价 蚀 偿 八 余 除 主 趴 甸 翠 难 驾 弓 司 蛤 崔 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c 曼 液 揭 坪 嫡 胳 茸 勉 哭 猜 志 宾 绳 纲 竿 皋 声 慨 丸 垦 性 懂 颊 诊 鸣 吟 预 集 怔 衫 见 侧 高 三 生 物 工 程 d c c 高 三 生 物 工 程 d c c