演示文稿基因工程的基本操作程序

基因工程轉(zhuǎn)基因生物基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。什么是基因工程？練習(xí)：基因工程的基本操作程序1、目的基因的獲取2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4、目的基因的檢測(cè)與鑒定1.1DNA重組技術(shù)的基本工具準(zhǔn)確切割DNA的工具（“分子手術(shù)刀”）——限制性內(nèi)切酶DNA片段的連接工具（“分子縫合針”）——DNA連接酶基因轉(zhuǎn)移工具（“分子運(yùn)輸車”）——運(yùn)載體概述：切割DNA的工具是限制性核酸內(nèi)切酶，又稱限制酶。這類酶主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的?，F(xiàn)在已分離出約4000種限制酶。限制酶能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列。一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”特點(diǎn)：限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且在特定的位點(diǎn)切割DNA分子。（專一性）例如：大腸桿菌(E.coli)的EcoRⅠ限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。黏性末端黏性末端回文序列如何切割DNA分子呢？DNA分子磷酸二酯鍵切割DNA分子實(shí)質(zhì)是斷開(kāi)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”思考：（1）在一個(gè)DNA分子片段中，含有

個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，如果是環(huán)狀DNA分子呢？切割DNA分子后形成什么呢？產(chǎn)物：

黏性末端（在中軸線兩側(cè)切割DNA）平末端（在中軸線處切割DNA）一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”小結(jié)：（1）限制酶的種類、分布、特點(diǎn)、作用部位、作用結(jié)果；（2）練習(xí)1.酶的的種類：：二、DNA連接接酶—““分子縫縫合針””（1）E·coliDNA連連接酶只只能將雙雙鏈DNA片段段互補(bǔ)的的黏性末端端之間連接接起來(lái)。。（2）T4DNA連連接酶（（噬菌體體）兩種酶的的區(qū)別：：（1）E·coliDNA連連接酶（（大腸桿桿菌）（2）T4DNA連連接酶都都能連接接黏性末端端和平末端，，但連接平平末端之之間的效效率比較較低。2.酶的的作用：：將雙鏈DNA分分子片段段“縫合合”起來(lái)來(lái)，恢復(fù)復(fù)兩個(gè)核核苷酸之之間的磷酸二酯酯鍵。二、DNA連接接酶—““分子縫縫合針””思考：比比較(考點(diǎn)一一)限制性內(nèi)內(nèi)切酶與與DNA連接酶酶跟蹤演練練：AATTGCCTTAAG磷酸二酯酯鍵磷酸二酯酯鍵DNA復(fù)制思考：比比較DNA連連接酶和和DNA聚酶？？DNA聚聚合酶只只能將單個(gè)核苷苷酸加到已有有的單鏈核苷酸片片段的末末端，形形成磷酸酸二酯鍵鍵,需要要摸板。。DNA連接酶酶是連接接兩個(gè)雙鏈鏈DNA片段的末端，，形成磷磷酸二酯酯鍵,不不需要摸摸板。要讓一個(gè)個(gè)從甲生物細(xì)胞胞內(nèi)取出出來(lái)的基基因在乙生物體內(nèi)內(nèi)進(jìn)行表表達(dá)，首首先得將將這個(gè)基基因送到到乙生物物的細(xì)胞胞內(nèi)去。。能將外外源基因因送入細(xì)細(xì)胞的工工具就是是運(yùn)載體。常用的的載體是是質(zhì)粒，還還有λ噬菌體體的衍生生物、動(dòng)動(dòng)植物病病毒等。三、基因因進(jìn)入受受體細(xì)胞胞的載體體—“分分子運(yùn)輸輸車”作為基因因工程運(yùn)運(yùn)載體的的條件①能夠在在宿主細(xì)細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。②具多種限制制酶切點(diǎn)點(diǎn)，以便與與外源基基因連接接。③具有某某些標(biāo)記基因因，便于進(jìn)進(jìn)行篩選。④載體是是安全的的，不能能對(duì)受體體細(xì)胞有有害。⑤載體DNA分分子大小小應(yīng)合適適，以便便提取和和在體外外進(jìn)行操操作。。。（2009高考考-理綜綜山東東）35.人人類在在預(yù)防與與診療傳傳染性疾疾病過(guò)程程中，經(jīng)經(jīng)常使用用疫苗和抗抗體。已知某某傳染性性疾病的的病原體體為RNA病毒毒，該病病毒表面面的A蛋蛋白為主主要抗原原，且疾苗生產(chǎn)產(chǎn)和抗體體制備的流程之之一如下下圖：四、典型型例題解解讀———基因工工程與細(xì)細(xì)胞工程程請(qǐng)回答：：（1）過(guò)過(guò)程①代代表的是是。（2）過(guò)過(guò)程②構(gòu)構(gòu)建A基因表過(guò)過(guò)載體時(shí)，必須須使用和兩種工具酶。（3）過(guò)過(guò)程③采采用的實(shí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)術(shù)是，獲得的的X是。（4）對(duì)對(duì)健康人人進(jìn)行該該傳染病病免疫預(yù)預(yù)防時(shí)，，可選用用圖中基因工工程生產(chǎn)產(chǎn)的所制備的的疫苗。。對(duì)該傳染病疑疑似患者者確診時(shí)時(shí)，可以以疑似患患者體內(nèi)內(nèi)分離病毒，，與已知知病毒進(jìn)進(jìn)行比較；或或用圖中中的進(jìn)行特異異性結(jié)合合檢測(cè)。。參考答案案：（1）逆逆轉(zhuǎn)錄錄（2）限限制性性核酸內(nèi)內(nèi)切酶（（限制酶酶\限制制性內(nèi)切切酶）DNA連連接酶（（兩空可可以互換換）（3）細(xì)細(xì)胞融融合雜交瘤細(xì)細(xì)胞（4）A蛋白白核酸（基基因）序序列抗A蛋白白的單克克隆抗體體合成基因組織、器官、細(xì)胞基因組DNAcDNA文庫(kù)基因文庫(kù)目的基因的克隆基因工程程的基本本操作程程序第一步：：目的基因因的獲取取如何建立立?基因組DNA文文庫(kù)與cDNA文庫(kù)的的比較②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:基因組文文庫(kù)的構(gòu)構(gòu)建②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:基因組文文庫(kù)的構(gòu)構(gòu)建②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:基因組文文庫(kù)的構(gòu)構(gòu)建b.反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄法：：②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:基因組文文庫(kù)的構(gòu)構(gòu)建b.反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄法：：mRNAcDNA(互補(bǔ)DNA)雙鏈DNA反轉(zhuǎn)錄DNA聚聚合酶②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:基因組文文庫(kù)的構(gòu)構(gòu)建b.反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄法：：mRNAcDNA(互補(bǔ)DNA)雙鏈DNA反轉(zhuǎn)錄DNA聚聚合酶cDNA文庫(kù)的的構(gòu)建②基因文庫(kù)庫(kù)的構(gòu)建建a.直直接分離離法:基因組文文庫(kù)的構(gòu)構(gòu)建b.反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄法：：解讀cDNA文文庫(kù)的構(gòu)構(gòu)建過(guò)程程(1)提提取某種種生物發(fā)發(fā)育某一一時(shí)期的的mRNA;(2)mRNA反轉(zhuǎn)錄錄形成DNA片片段;(3)DNA片片段與載載體連接接后,儲(chǔ)儲(chǔ)存在一一個(gè)受體體菌的群群體中。。文庫(kù)類型cDNA文庫(kù)基因組文庫(kù)文庫(kù)大小小大基因中啟動(dòng)子(具有啟動(dòng)作用的DNA片段)無(wú)有基因中內(nèi)含子(位于編碼蛋白質(zhì)序列內(nèi)的非編碼DNA片段)無(wú)有基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因物種間的基因交流可以部分基因可以cDNA文庫(kù)和和基因因組文庫(kù)庫(kù)的區(qū)區(qū)別DNA復(fù)制PCR技術(shù)基因克隆場(chǎng)所細(xì)胞核或細(xì)胞器生物體外細(xì)胞內(nèi)酶解旋酶、DNA聚合酶耐高溫DNA聚合酶限制酶、連接酶載體不需要不需要需要遵循原則堿基互配對(duì)堿基互配對(duì)堿基互配對(duì)結(jié)果形成DNA分子形成DNA分子片段形成DNA分子片段DNA復(fù)復(fù)制、PCR技技術(shù)與基基因克隆隆的比較較三種目的的基因提提取的方方法有何何優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鳥(niǎo)槍法反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知氨基酸合成DNA法操作簡(jiǎn)便便廣泛使使用工作量大大，盲目目，分離離出來(lái)的的有時(shí)并并非一個(gè)個(gè)基因?qū)Ｒ恍詮?qiáng)強(qiáng)操作過(guò)程程麻煩，，mRNA很不不穩(wěn)定，，要求的的技術(shù)條條件較高高專一性最最強(qiáng)僅限于合合成核苷苷酸對(duì)較較少的簡(jiǎn)簡(jiǎn)單基因因目的基因因轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化或感感染合成基因組織、器官、細(xì)胞基因組DNAcDNA文庫(kù)基因文庫(kù)目的基因的克隆基因工程程的基本本操作程程序第二步：：基因表達(dá)達(dá)載體構(gòu)構(gòu)建（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心1.作用用（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心1.作用用（1）使目的基基因在受受體細(xì)胞胞中穩(wěn)定定存在并并遺傳給給子代（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心1.作用用（1）使目的基基因在受受體細(xì)胞胞中穩(wěn)定定存在并并遺傳給給子代（2）同時(shí)使目目的基因因能表達(dá)達(dá)和發(fā)揮揮作用（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心1.作用用（1）使目的基基因在受受體細(xì)胞胞中穩(wěn)定定存在并并遺傳給給子代（2）同時(shí)使目目的基因因能表達(dá)達(dá)和發(fā)揮揮作用2.組成成（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心1.作用用（1）使目的基基因在受受體細(xì)胞胞中穩(wěn)定定存在并并遺傳給給子代（2）同時(shí)使目目的基因因能表達(dá)達(dá)和發(fā)揮揮作用2.組成成（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心1.作用用（1）使目的基基因在受受體細(xì)胞胞中穩(wěn)定定存在并并遺傳給給子代（2）同時(shí)使目目的基因因能表達(dá)達(dá)和發(fā)揮揮作用2.組成成目的基因因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因因（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心3.構(gòu)建建過(guò)程（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心3.構(gòu)建建過(guò)程①用一定定的________切割質(zhì)質(zhì)粒，使使其出現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)切口，，露出_________。。②用____________切斷斷目的基基因，使使其產(chǎn)生生_________________。③將切下下的目的的基因片片段插入入質(zhì)粒的的______處，再加加入適量量____________，形成成了一個(gè)個(gè)重組DNA分子子（重組組質(zhì)粒））（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心3.構(gòu)建建過(guò)程①用一定定的________切割質(zhì)質(zhì)粒，使使其出現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)切口，，露出_________。。②用____________切斷斷目的基基因，使使其產(chǎn)生生_________________。③將切下下的目的的基因片片段插入入質(zhì)粒的的______處，再加加入適量量____________，形成成了一個(gè)個(gè)重組DNA分子子（重組組質(zhì)粒））限制酶黏性末端端（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心3.構(gòu)建建過(guò)程①用一定定的________切割質(zhì)質(zhì)粒，使使其出現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)切口，，露出_________。。②用____________切斷斷目的基基因，使使其產(chǎn)生生_________________。③將切下下的目的的基因片片段插入入質(zhì)粒的的______處，再加加入適量量____________，形成成了一個(gè)個(gè)重組DNA分子子（重組組質(zhì)粒））限制酶黏性末端端同一種限限制酶相同的黏黏性末端端（二）基因因表達(dá)載載體的構(gòu)構(gòu)建———核心3.構(gòu)建建過(guò)程①用一定定的________切割質(zhì)質(zhì)粒，使使其出現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)切口，，露出_________。。②用____________切斷斷目的基基因，使使其產(chǎn)生生_________________。③將切下下的目的的基因片片段插入入質(zhì)粒的的______處，再加加入適量量____________，形成成了一個(gè)個(gè)重組DNA分子子（重組組質(zhì)粒））限制酶黏性末端端同一種限限制酶相同的黏黏性末端端切口DNA連連接酶人胰島素素基因與與質(zhì)粒結(jié)結(jié)合形成成重組質(zhì)粒粒質(zhì)粒DNA分分子一種限制制酶處處理一個(gè)切口口兩個(gè)黏性性末端兩個(gè)切切口獲得目目的基基因DNA連接接酶重組DNA分子子(重重組質(zhì)質(zhì)粒)你知道道雙酶酶切法法嗎？？例1（（10年江江蘇高高考））下表表中列列出了了幾種種限制制酶識(shí)識(shí)別序序列及及其切切割位位點(diǎn)，，圖1、圖圖2中中箭頭頭表示示相關(guān)關(guān)限制制酶的的酶切切位點(diǎn)點(diǎn)。與只使使用EcoRⅠ相相比較較，使使用BamHⅠ和和HindⅢ兩兩種限限制酶酶同時(shí)時(shí)處理理質(zhì)粒粒、外外源DNA的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)在在于可可以防防止___________________。×√√√原核細(xì)胞表達(dá)真核細(xì)胞表達(dá)植物中表達(dá)動(dòng)物中表達(dá)人體表達(dá)發(fā)酵工程轉(zhuǎn)基因植物動(dòng)物器官發(fā)生器轉(zhuǎn)基因動(dòng)物基因治療目的基基因轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化或感感染合成基因組織、器官、細(xì)胞基因組DNAcDNA文庫(kù)基因文庫(kù)目的基因的克隆基因工工程的的基本本操作作程序序第三步步：將目的的基因因?qū)肴胧荏w體細(xì)胞胞第四步步：目的基基因的的檢測(cè)測(cè)與鑒鑒定3、將將目的的基因因?qū)肴胧荏w體細(xì)胞胞方法：：將目的的基因因?qū)肴胫参镂锛?xì)胞胞：農(nóng)桿菌菌轉(zhuǎn)化化法（雙子葉葉植物物和祼祼子植植物）、基因因槍法法（單子葉葉植物物）、花粉粉管通通道法法將目的的基因因?qū)肴雱?dòng)物物細(xì)胞胞顯微注注射法法將目的的基因因?qū)肴胛⑸锛?xì)細(xì)胞感受態(tài)態(tài)細(xì)胞胞將目的的基因因?qū)肴胫参镂锛?xì)胞胞農(nóng)桿菌菌轉(zhuǎn)化化法類型步驟檢測(cè)內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平檢測(cè)第一步目的基因是否插入受體細(xì)胞DNADNA分子雜交是否顯示雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNADNA與mRNA分子雜交是否顯示雜交帶第三步目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交是否顯示雜交帶個(gè)體水平鑒定包括做抗蟲(chóng)，抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否有抗性以及抗性的程度；對(duì)基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較，以確定功能是否相同。4.目目的基基因的的檢測(cè)測(cè)與鑒鑒定4、目目的基基因的的檢測(cè)測(cè)與鑒鑒定鑒定：：（個(gè)個(gè)體水水平））抗蟲(chóng)鑒鑒定、、抗病病鑒定定、活活性鑒鑒定等等4、目目的基基因的的檢測(cè)測(cè)與鑒鑒定將每個(gè)個(gè)受體體細(xì)胞胞單獨(dú)獨(dú)培養(yǎng)養(yǎng)形成成菌落落，檢檢測(cè)菌菌落中中是否否有目目的基基因的的表達(dá)達(dá)產(chǎn)物物。淘淘汰無(wú)無(wú)表達(dá)達(dá)產(chǎn)物物的菌菌落，，保留留有表表達(dá)產(chǎn)產(chǎn)物的的進(jìn)一一步培培養(yǎng)、、研究究。無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物1、例22、課課時(shí)作作業(yè)：：1、、2、、3、、6、、7、、8、、9、10、11思考：：跟蹤演演練2四、典典型例例題解解讀———基因工工程操操作過(guò)過(guò)程3、（（2008