当前位置：文档之家 › 山东省日照一中高中生物选修3专题1 第2节基因工程的基本操作程序课件31张

山东省日照一中高中生物选修3专题1 第2节基因工程的基本操作程序课件31张

  • 格式：ppt
  • 大小：3.56 MB
  • 文档页数：1

下载文档原格式

  / 1

合集下载

高中生物选修三全套课件1.2 基因工程的基本操作程序

高中生物选修三全套课件1.2 基因工程的基本操作程序
质粒
（复制原点 和标记基因）
1、用一定的限制酶 细菌
细胞
切割质粒，使其出
现一个切口，露出 DNA 黏性末端。 2、用同一种限制酶
质粒
取出 质粒
取出DNA
切断目的基因，使其
用限制酶
产生相同的黏性末端。
切断DNA
3、将切下的目的基因 片段插入质粒的切口处， 再加入适量DNA连接酶， 形成了一个重组的DN养而 储存一种基因转录
目的基因的mRNA
成的mRNA为模板，（提取生物某发育时期的mRNA）
再反转录酶的催化 下反转录成互补的 单链DNA，然后在 DNA聚合酶的作用 下合成双链DNA，
3、原核细胞与真核细胞的基因结构比较： 原核
非编码区
编码区
非编码区
真核
不同点 相同点
原核细胞
真核细胞
编码区是 编码区是间隔的、
连续的
不连续的
都由能够编码蛋白质的编码区和
具有调控作用的非编码区组成的
一、目的基因的获取
1、目的基因主要是指： 编码蛋白质的基因。
2、获取目的基因的常用方法： ①从基因中获取目的基因 ②利用PCR技术扩增目的基因 ③人工合成的目的基因
5’ A G T C G 3’
GTGTA
3’
5’
TCAGCTAGCTCTGACACGAGGTGTA
3’
5’
DNA聚合酶 72℃延伸
5’ A G T C G A T C G A G A C T G T G C T C C A C A T 3’
3’ T C A G C T A G C T C T G A C A C G3A’G G T G T A 5’ 5’ A G T C G A3T’C G A G A C T G T G C T C C A C A T 3’

高中生物选修3人教版1.2《基因工程的基本操作程序》(共60张PPT)优质课件

高中生物选修3人教版1.2《基因工程的基本操作程序》(共60张PPT)优质课件
1.2 基因工程的基本操作程序
四 个 基 本 步 骤：
步骤一：目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改 造的基因,
获取目的基因是实施基因工程的 第一步 。
• 目的基因的提取方法
直接分离基因
人工合成基因
反转录法
根据已知的氨基酸序列 合成DNA
（补充知识）基因的结构 1、原核细胞的基因结构
非编码区
过程: 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.
③检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法: 抗原---抗体杂交
鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
例：用棉铃饲喂棉 铃虫，如虫吃后不出现 中毒症状，说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。
化学合成
目的基因
• 哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？
1）DNA序列自动测序仪：
对提取出来的基因进 行核苷酸序列分析。
2）PCR技术：
使目的基因的片段 在短时间内成百万倍 地扩增。
利用PCR技术扩增目的基因
• 又称聚合酶链式反应(polymerase chain reaction) 通过模拟体内 DNA 复制的方 ：
根据已知蛋白质 的氨基酸序列，推测 出相应的信使RNA序 列，然后按照碱基互 补配对原则，推测出 它的结构基因的核苷 酸序列，再通过化学 方法，以单核苷酸为 原料合成目的基因。
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：
95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物

高中生物选修三课件-1.2基因工程的基本操作程序

高中生物选修三课件-1.2基因工程的基本操作程序
4
3、目前获取CR技术扩增目的基因 已知序列
某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点， 同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获 得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。
(1)在构建重组质粒时，应选用S__a_l_Ⅰ__和__H__i_n_d两Ⅲ种限制酶 对_质__粒__和___含__抗__盐___基__因__的__D__N__A_进行切割，然后进行连接，
编码区
非编码区
外显子 内含子 终止子
3
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
不同点 相同点
原核细胞
真核细胞
编码区是 _连__续__的
编码区是间隔的、 __不__连_的续
都由能够编码蛋白质的_编__码__区_和具 有调控作用的_非__编__码_区组成的
思 考 编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核
细胞与真核细胞基因结构一样长吗？
1.2 基因工程的基本操作程序
1
基因工程基本操作的四个步骤
1．目的基因的获取 2．基因表达载体的构建 3．将目的基因导入受体细胞
什么叫目的基因？ 并举例说明。
主要是编码 蛋白质的基因，也 可以是一些具有调 控作用的因子
4．目的基因的检测与鉴定
补充知识: 基因的结构
非编码区
原 核
启动子
真 核
RNA聚合酶 结合位点
将目的基因导入 微生物细胞
——感受态细胞法
(Ca2+处理法)
仔细阅读课本----将目的基因导入植物细胞 （1）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是？ （2）农杆菌特点？ （3）若用农杆菌转化法应选用什么作为运载体？将目
的基因插入运载体的什么部位？此时的农杆菌是受体 细胞吗？ （4）目的基因能否在植物细胞中稳定遗传的关键是? （5）获得含有目的基因的受体细胞后如何获得具有新 性状的植物体？原理？ （6）农杆菌转化法和基因枪法分别适用于什么生物？

人教版高中生物选修三1.2《基因工程的基本操作程序》ppt配套课件

人教版高中生物选修三1.2《基因工程的基本操作程序》ppt配套课件

目的基因的检测内容和方法的比较
类型
步骤
检测内容
方法
结果显示
分子 检测
第一步 第二步
目的基因是否进 DNA 分子杂交(DNA
入受体细胞
和 DNA 之间)
目的基因是否转 分子杂交技术(DNA
录出 mRNA
和 mRNA 之间)
是否成功 显示出杂 交带
同上
目的基因是否翻
第三步 译出蛋白质
1.转化的概念: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。
2.常用的转化方法: (1)将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,除 此之外,还有基因枪法和花粉管通道法等。 (2)将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。此方 法的受体细胞多是受精卵。 (3)将目的基因导入微生物细胞:早期的基因工程都用原核生物作 为受体细胞,其中以大肠杆菌应用最为广泛。大肠杆菌细胞最常用的转 化方法是:先用 Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体 DNA 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受 态细胞吸收 DNA 分子,完成转化过程。
2.其次还要检测目的基因是否转录出了 mRNA,方法是采用标记的目的 基因作探针与 mRNA 杂交。
3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。
4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现 抗虫性状。
课堂合作探究
问题导学
迁移与应用
利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需的产品。下列选 项中能说明目的基因完成表达的是( )。
A.棉花细胞中检测到载体上的标记基因 B.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因 C.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的 mRNA D.酵母菌细胞中提取到人的干扰素 解析:基因的表达即控制蛋白质的合成,包括转录和翻译,仅仅转录 出 mRNA 还不能叫表达,只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因 完成了在受体细胞中的表达。 答案:D

高二生物选修三《基因工程的基本操作程序》课件

高二生物选修三《基因工程的基本操作程序》课件
201同基因 的许多DNA片断，导入受 体菌的群体中储存，各个受体014-3制酶 许多DNA片段 分别与 载体连接 运载体 分别 导入
2. 目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农杆菌 转 导入植物细胞 整合到受体细胞的染色体上 目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达 化 2014-3-13
32
2014-3-13
33

如果显示出杂交带，就表明待测样品含有 目的基因或目的基因已经转录。
2014-3-13
34
将目的基因导入受体的方法
受体细胞
201cDNA (互补DNA）
DNA聚合酶
双链DNA
2014-3-13 19
cDNA合成过程
• 第一步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补 的DNA单链，形成RNA-DNA杂交分子。 • 第二步，核酸酶H使RNA-DNA杂交分子中的RNA链 降解，使之变成单链的DNA。 • 第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下 合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子。
2014-3-13 28
利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术 过程 DNA变性（90～95℃）→退火 （复性55~60℃）→子链延伸 （70~75℃）→重复循环 DNA复制 DNA复制起始，RNA引物形成 →DNA片段生成→RNA引物水解 →完整的DNA分子形成
相同 点
原则 条件 解旋方 式 场所 氢键在高温下断 裂，双链全部解 开 体外 DNA 热稳定DNA聚合酶 （Taq酶） 在短时间内形成 大量的DNA片段
目的基因的mRNA 反转录 单链DNA (cDNA） 合成
双链DNA (即目的基因)
2）根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
蛋白质 mRNA 结构基因 的氨基 推测 的核苷 推测 的核苷酸 化学 合成 酸序列 酸序列 序列

高中生物选修3课件：1-2《基因工程的基本操作程序》

高中生物选修3课件：1-2《基因工程的基本操作程序》

D、目的基因的检测和表达
练习1：为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等 盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培 育出了耐盐水稻新品系。 （1）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆 菌转化法和 基因枪法（花粉管通道法） 。 （2）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是植物组织培养 和 脱分化（去分化） 。 （3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射 性同位素标记的 耐盐基因（目的基因） 作探针进行分子杂 交检测，又要用 一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中） 方 法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
1.以下说法正确的是（
C
）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切 点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来
2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是（
A、能复制 B、有多个限制酶切点
D
）
C、具有标记基因
检测对象 目的基因是否导入 分子水 平 目的基因是否转录
方法 DNA分子杂交法 DNA-RNA分子杂交法
目的基因是否翻译 个体水 平 受体是否具有 转基因特征
抗原－抗体杂交法
接种实验
基因工程的基本操基因表达载体 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 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、显微注射法 4.目的基因的检测与鉴定 检测：是否插入、转录、翻译 鉴定：是否有转基因特性
用Ca2+处理细胞 达载体与感受态细胞混合 吸收DNA分子 感受态细胞 表 感A分子杂交
基因探针，是一段带有检测标记，且序列已知的，与目 的基因互补的核酸序列。 基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信 号，能从浩翰的基因组中把目的基因显示出来。

高中生物专题1第2节基因工程的基本操作程序课件新人教选修3

高中生物专题1第2节基因工程的基本操作程序课件新人教选修3
2．个体生物学水平鉴定：如做抗虫或抗病接种实验。
[思维激活]
1 ．为什么要用同一种限制酶切割质粒和含目的基因的 DNA分子？ 2 ．用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子 和终止子？

3．植物基因工程常用的受体细胞为什么可以是体细胞，
而动物基因工程一般只用受精卵？
核苷酸 序 列 、 ⑮ (2) 条 件 ： 已 知 目 的 基 因 的 一 段 ⑭________
模板 DNA 、⑰ 引物 ________ 、⑯ ________ ___________ DNA 聚合酶 。
单链 ， (3) 过程：目的基因 DNA 受热变性后解链为 ⑱________ DNA聚合酶 的作用下进行延伸形成 与引物结合，然后在 ⑲____________ DNA因 ________的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受
体菌分别含有这种生物一种生物的一部分基因，就叫⑧
22 2 ．组成：目的基因 ( 符合人们需要的，编码蛋白质的 ○ 结构基因 启动子 是一段有特殊结构的○ 片段，位 23 ________( 24 DNA ________)、○ ________
聚合酶 识别和结合的部位，能驱动 25 RNA 于基因的首端，是 ○ ___________
蛋白质 、终止子、 26 ________) 基因转录出 mRNA，最终获得所需的○ 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基 27 ____________________________________ 标记基因 ( 作用： ○ 因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 __________________________________________________ ；常
28 ________________ 抗生素抗性基因 等)。 用的标记基因是○

山东省日照一中高中生物选修3专题1 第2节基因工程的基

山东省日照一中高中生物选修3专题1 第2节基因工程的基
用纸板制作的模型
讲授
利于PPT引导学生了解基因工程中第三和第四步目的基因的导入和检测过程
根据老师提供的资料分析并总结
PPT
建构
引导学生总结基因工程操作的基本程序程序
总结基因工程操作的基本程序程序，构建本节知识网络
评价
引导学生进行针对性训练
针对性训练并展示
PPT
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
三、教学目标
通过本节学习要求学生能达到以下知识技能目标：
1、能简述基因工程原理及基本操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
教学重点：基因工程基本操作程序的目的基因。
四、教学环境
□简易多媒体教学环境□交互式多媒体教学环ห้องสมุดไป่ตู้□网络多媒体环境教学环境□移动学习□其他
二、学生分析
通过第一节《DNA重组技术的基本工具》的学习，在知识方面，学生已知道基因工程中所用的工具并已经模拟制作重组DNA模型，明确了基因工程的基本原理。因此在这节课的教学设计中要求学生运用第一节的相关基础知识以资料探究活动为主，通过分析相关资料，探究解决基因工程中实际存在问题，提高学生分析问题解决的能力，进一步提高学生逻辑思维能力。尽量让学生成为课堂教学中的主体，由知识的被动接受者转变为主动探索者。
利用录屏软件制作 “PCR技术扩增”微视频，帮助学生突破本节课的重难点。该知识点对学生来说比较陌生，难以理解，通过微视频可让学生直观理解PCR技术扩增原理及作用条件。加深学生对该项技术的了解和兴趣。
合理使用PPT课件，突出本节重点内容，同时将本节内容贯穿，成为一个整体。
六、教学流程设计（可加行）
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

导入检测 转录检测
翻译检测
DNA分子杂交技术 分子杂交技术 抗体-抗原检测
抗性检测、功能活性比较等
基因工程的基本操作程序
获取目的基因
构建表达载体 导入受体细胞 目的基因检测与鉴定
发光基因
含发光基因 的重组质粒
课堂评价
当堂巩固·知识运用·举一反三
1、据图回答：
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用H_i_n_d_Ⅲ__和__B_a_m_H_Ⅰ__限制
酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是
___A__(填字母代号)。
A．启动子
B．tetR
C．复制原点
D．ampR
(3)过程①可采用的操作方法是_显__微__注__射_ (4)该过程成功的标志是__牛__乳__汁__中__含__有__人__乳__铁__蛋__白______。
2.（山东理综）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功， 既要用放射性同位素标记的__耐__盐_基__因_（__目_的__基_因__）__作探针 进行分子杂交检测．又要用___一__定_浓__度_的__盐_水__浇__灌_____
（__移_植__到_盐__碱_地__中_）_方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性 。3.（山东理综）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺 生物反应器，需将目的的基因导入牛受精卵，最常用的 导入方法是__显__微__注__射_法____；获得转基因母牛后，如果 牛__奶_中__含_有__人_类__白_细__胞__介_素__（_或__牛_乳__腺_细__胞_已__合_成__人_类__白__细_胞__介_素） 即说明目的基因已经表达。
RNA
翻 译
蛋白质
导入检测 转录检测 翻
检 测
四、目的基因检测与鉴定
DNA
转 录
RNA
翻 译
蛋白质
导入检测
DNA分子杂交技术
原理：碱基互补配对原则
DNA分子杂交技术
放射性元素标记
形成杂交带
基因探针 非目的基因
四、目的基因检测与鉴定
DNA
转 录
RNA
翻 译
蛋白质
1、为什么要构建基因表达载体？ 2、构建好的基因表达载体包括哪些结构？ 3、启动子有什么作用？ 4、标记基因有什么作用？
二、基因表达载体的构建
【基本过程质】粒
限制酶 目的基因
DNA连接酶
（限时5分钟）
利用所给的质粒和含发光基因的片段，构建 发光基因表达载体
1、如果用一种酶切割，应该选哪种限制酶？为什么？只 用一种酶切割会出现什么弊端？ 2、能不能用两种不同的酶切割？ 3、请讨论并制定一个最佳构建方案
常用方法
农杆菌转化法
显微注射技术
Ca2+ 处 理 形 成 感受态细胞
受体细胞 体细胞
受精卵
原核细胞
三农、杆菌目转的化法基：因导入受体细胞 构建基因表达载体
发光基因
原理：
1、农杆菌对植物具有感染能力。 2、T-DNA易整合到受体细胞的染 色体DNA上。
导入植物细胞
四、目的基因检测与鉴定
DNA
转 录
【小结】
构建基因表达载体的注意事项：
1、要使用同种限制酶切割，使质粒和载
体形成相同的粘性末端。
2、目的基因应插在启动子和终止子之间
3、防止质粒和载体反向连接
三、导入受体细胞 【课前预习成果展示】 生物种类 植物细胞 动物细胞 常用方法 受体细胞
微生物细胞
三、导入受体细胞
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
【展示分享】
1、如果用一种酶切割，应该选哪种限制酶？为什么？只 用一种酶切割会出现什么弊端？ 2、能不能用两种不同的酶切割？ 3、请讨论并制定一个最佳构建方案
各共同体成员要积极参与、协同合作。要确定好展示 者，展示者声音要洪亮，语言表达要简洁、清晰。
双酶切的优点：
1.防止目的基因与运载体反向连接 2.防止运载体和目的基因的自身环化
会自己发光的转基因树
第二节 基因工程的基本操作程序一、获取目的基因基因 基因组大肠杆菌 部分基因
一、获取目的基因方法一：从基因中获取 方法二：利用PCR技术扩增
利用PCR技术扩增目的基因
原理： DNA双链复制 条件： 模板、 原料、 酶、 能量
引物
Taq酶
一、获取目的基因方法一：从基因中获取 方法二：利用PCR技术扩增获取 方法三：人工合成
利用PCR技术扩增目的基因
1、利用PCR技术扩增的原理是什么？
2、实现PCR技术需要什么条件？
3、利用PCR技术扩增与体内DNA复制有何区别？
（尝试从酶的角度进行分析）
【思考】
1、利用PCR技术扩增的原理是什么？
DNA双链复制
2、实现PCR技术需要什么条件？
模板、 原料、 酶、 能量
3、利用PCR技术扩增与体内DNA复制有何区别？
（尝试从酶的角度进行分析）
（1）在利用PCR技术扩增过程中是高温解旋不需要DNA 解旋酶。 （2）在复制过程中需要的是耐高温的热稳定性聚合酶 （Taq酶）
二、构建基因表达载体 （核心）
【思考】（限时2分钟）