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公开课课件-基因工程的基本操作步骤

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基因工程的基本操作程序 课件

基因工程的基本操作程序 课件
抗原－抗体杂交法 抗虫鉴定、抗病鉴定活 性鉴定等
限制性酶切割 DNA分子
限制片段 琼脂糖电泳
DNA
带有DNA片段的凝胶
分
用缓冲液转 转移至硝酸纤维素膜上
子
移DNA
杂
凝胶
交
滤膜
与放射性标记 DNA探针杂交
吸附有DNA片 段的膜
放射自显影
抗原-抗体杂交
重组体
转化到 E.Coli
细菌启动子 插入的真核 DNA片段
解析：DNA 分子杂交就是不同来源的 DNA 分子的单 链按碱基互补配对原则结合在一起，形成杂合双链的过 程。B 项利用了分子杂交技术(DNA 与 mRNA 之间杂交)。 检测目的基因是否翻译合成蛋白质依据的是抗原—抗体 杂交原理，未用到 DNA 分子杂交原理。
答案：C
生物 种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
转化 过程
将目的基因插入Ti质 粒的T-DNA上→Ca2+ 处理导入农杆菌细胞 →侵染植物细胞→目 的基因整合到受体细 胞的染色体上DNA上 →植物组织培养→试 管苗表达目的基因→
产生相应性状。
将含有目的基因
的表达载体提纯 →取受精卵→显 微注射→获得导 入目的基因的受 体细胞→早期胚 胎培养→胚胎移 植→获得新性状
第三步：将目的基因导入受体细胞（转化 transformation） 3、将目的基因导入微生物细胞 （1）微生物作为受体的优势
①繁殖速度快，可大量生产 ②生产成本低
（2）导入方法 Ca2+处理
第三步：将目的基因导入受体细胞（转化 transformation） 3、将目的基因导入微生物细胞 （3）原核生物作为受体细胞产生的蛋白质没有空间结构， 需要在体外加工。

基因工程基本操作过程(ppt 31张)

基因工程基本操作过程(ppt 31张)
基因工程基本操作过程
目的基因与运载体结合
基因工程（genetic engineering）又称
基因拼接技术和DNA重组技术，是以分 子遗传学为理论基础，以分子生物学和 微生物学的现代方法为手段，将不同来 源的基因按预先设计的蓝图，在体外构 建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以 改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。基因工程技术为基因的结 构和功能的研究提供了有力的手段。 基因工程要素：包括外源DNA，载体分 子，工具酶和受体细胞等
三．基因与载体的连接 4种方法
载体DNA和目的基因DNA的连接,按DNA片
段末端性质不同，可有下述不同的连接方法：
① 粘性末端连接法
② 平端连接法 ③ 同聚物加尾连接法 ④ 人工接头连接法

（一）粘性末端DNA片段的连接
1. 同一限制酶切位点连接: 由同一限制性核酸内切酶切割的不同DNA片段具有完 全相同的末端。只要酶切割产生单链突出的粘性末端 和酶切位点附近的DNA序列不影响连接 .在连接酶的 作用下即可形成重组DNA分子. 上述方法的缺点：由限制酶产生的具有粘性末端的载 体DNA分子，在连接反应中常发生自我环化作用，并 在连接酶的作用下重新变成稳定的共价闭合环状结构。 解决方法：用细菌的碱性磷酸酶预先处理线性的载体 DNA分子，去除其5‘末端的磷酸基。
但方法较繁，需要λ核酸外切酶、S1核酶、末端转
移酶等协同作用 。
同聚物接尾法实际上是一种人工粘性末端连
接法。
优点：通过DNA加尾，既可以使两个具平末端
的DNA片段进行连接，也可以使具平末端的 DNA片段与粘性末端的DNA片段进行连接。
缺点：只对质粒载体有效；质粒和cDNA上的
同聚物长度难以控制相等，影响克隆效率；用 其转化宿主菌的效率依不同菌株而有较大差异。

讲课基因工程的基本操作程序课件

讲课基因工程的基本操作程序课件
基因工程的基本操作包括基因克隆、 基因转移、基因表达和基因调控等。
基因工程的历史与发展
01
基因工程的起源可以追溯到20世 纪70年代，当时科学家开始探索 DNA重组技术，奠定了基因工程 的基础。
02
随着技术的不断发展和完善，基 因工程在医学、农业、工业和生 物技术等领域得到了广泛应用。
基因工程的应用领域
安全性和伦理规范。
行业自律
03
相关行业和组织也制定了自律准则和规范，以促进基因工程的
健康发展。
05 基因工程未来展望
基因治疗的发展前景
基因治疗是一种通过修改人类基因来治疗遗传性疾病和获得性病症的方 法。随着基因编辑技术的不断进步，基因治疗在未来的发展前景广阔。
基因治疗将有望治愈一些目前无法根治的遗传性疾病，如囊性纤维化、 镰状细胞贫血等。同时，基因治疗也为一些常见疾病的治疗提供了新的
聚合酶链式反应（PCR）
利用特异性引物扩增目的基因片段，实现目的基因的快速获取。
化学体构建
载体的选择
目的基因与载体的连接
根据目的基因的特点和基因工程的需 要，选择合适的载体，如质粒、病毒 载体等。
利用限制性内切酶和DNA连接酶，将 目的基因与载体连接成重组DNA分子。
基因歧视
基因工程可能导致基于基因信息 的歧视，影响社会公平。
基因资源保护
基因资源是人类的共同财富，应 避免基因资源被滥用或垄断。
基因工程的法规与监管
国际法规
01
国际社会已经制定了一些关于基因工程的法规和公约，如《联
合国生物多样性公约》和《人类基因组计划宣言》。
国家法规
02
各国政府也制定了相应的法规和监管措施，以确保基因工程的
基因扩增与鉴定

基因工程的基本操作程序课件

基因工程的基本操作程序课件
取
从通过反转录法形成 的 cDNA 中获取优 操作简单点
专一性强
缺 工作量大,盲目性 点 大,专一性差
操作过程较复杂,技术 要求过高
人工合成
化学合成法 反转录法
专一性强, 可产生自然 界中不存在 的新基因
适用范围小
专一性强
操作过程 复 杂,mRNA 生存时间 短,技术要 求高
3.基因表达载体的组成(见右图)
(2)利用 PCR 技术扩增目的基因。 ①PCR 的含义:是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。 ②目的:获取大量的目的基因。 ③原理:DNA 双链复制。 ④过程:第一步,加热至 90~95 ℃,DNA 解链; 第二步,冷却到 55~60 ℃,引物结合到互补 DNA 链; 第三步,加热至 70~75 ℃,Taq 酶从引物起始进行互补链的合成。 如此重复循环多次。 ⑤特点:指数形式扩增。 (3)用化学方法人工合成。 如果基因比较小,核苷酸序列又已知,也可以通过 DNA 合成仪用化学 方法直接人工合成。
特别提醒选择限制酶处理质粒和外源 DNA 时,应保证酶
切位点不在目的基因内部和启动子、终止子、标记基因(至少一个)、复制 原点内部,以避免基因表达载体必需的这些结构失去原有作用。
【例题 1】 请据图回答下列问题。
(1)基因工程的核心步骤是
。
(2)利用
技术可以获得大量的目的基因。该技术利用______的
●名师精讲●
1.目的基因导入受体细胞的方法
细胞 类型
方法
转化过程
农杆菌 转化法
目的基因插入到 Ti 质粒的 T DNA 上 →转入农杆菌→导入植物细胞→插入 到植物细胞中的染色体 DNA 上→目 的基因表达
植物 细胞

基因工程的基本操作程序课件

基因工程的基本操作程序课件

表达载体
在克隆载体的基础上，添 加适当的调控元件，使目 的基因在受体细胞中表达 。
载体构建方法
限制性酶切、连接、转化 等步骤。
将目的基因导入受体细胞
转化或转染
显微注射
将重组DNA分子导入受体细胞，使其 整合到染色体上。
将重组DNA直接注射到受精卵或早期 胚胎中。
转导
利用病毒作为载体，将目的基因导入 受体细胞。
中的关键工具之一。
它能够将两个具有互补黏性末端 的DNA片段连接起来，形成完
整的基因或基因片段。
DNA连接酶有两种类型：E· coliDNA连接酶和T4DNA连接 酶，其中T4DNA连接酶在基因
工程中应用更为广泛。
基因表达载体
01
基因表达载体是一种能够将目的基因导入细胞并使其表达的载 体，是基因工程中的关键工具之一。
农业上的应用
基因工程在农业上的应用主要包括抗虫、抗病、抗除 草剂等转基因作物的培育。
通过基因工程技术，可以将某些作物的抗虫、抗病、 抗除草剂等性状转入到另一个作物中，从而培育出具
有优良性状的转基因作物。
目前，转基因作物已经在全球范围内广泛种植，为农 业生产带来了巨大的经济效益和社会效益。
在环境保护方面的应用
基因定点诱变技术可以通过化学合成、寡核苷 酸引物定点诱变和重组PCR等方法实现。
Hale Waihona Puke 4基因工程的应用前景基因治疗
基因治疗是指通过改变人类基因来治疗遗传性疾病和获得性状的方法。 基因治疗可以用于治疗罕见病、遗传性疾病和癌症等疾病。
基因治疗的基本步骤包括：确定目标基因、获取目的基因、将目的基因 导入细胞、筛选和鉴定转基因细胞、将转基因细胞移植到患者体内等。
基因工程的伦理问题

基因工程的基本操作程序ppt

基因工程的基本操作程序ppt

提高农作物产量。
转基因作物的研发
02
利用基因工程技术，可以培育出转基因作物，提高作物的抗逆
性、产量和品质。
精准农业的实施
03
通过基因工程技术，可以实现精准农业，根据作物生长情况调
整种植方案，提高农业生产效率。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
重组DNA鉴定
通过分子生物学技术（如 DNA测序、PCR等）对阳 性克隆进行鉴定，确保目 的基因正确插入。
目的基因表达
在筛选出的阳性克隆中， 目的基因得以表达，可以 通过相应的表型或生物活 性进行验证。
基因工程的实验操作注意事项
实验安全
由于涉及重组DNA操作，实验过 程中需采取严格的安全措施，如 使用限制性内切酶、DNA连接酶
血等。
肿瘤的基因治疗
利用基因工程技术，可以设计针 对肿瘤的基因疗法，通过调节肿 瘤细胞的生长和凋亡来治疗肿瘤。
基因疫苗的研发
利用基因工程技术，可以设计和 生产针对传染病和癌症的基因疫 苗，提高疫苗的安全性和有效性。
基因工程在农业领域的应用前景
抗虫抗病作物的培育
01
通过基因工程技术，可以培育出抗虫抗病作物，减少农药使用，
来了更多的福祉。
基因工程的应用领域
农业领域
通过基因工程改良作物品质、 抗虫抗病、提高产量等，提高
农业生产效率。
工业领域
利用基因工程生产高纯度药物 、生物材料等，降低生产成本 ，提高产品质量。
医学领域
通过基因工程治疗遗传性疾病 、恶性肿瘤等疾病，提高治愈 率，延长寿命。
环保领域
利用基因工程降解污染物、净 化环境等，保护生态环境。
将转基因受精卵移植到代孕母体中，进行胚 胎发育。

基因工程的基本操作程序 课件


[名师点拨] 关注基因工程操作过程的四个易误点 (1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同：获取一个目的 基因需限制酶剪切 2 次，共产生 4 个黏性末端或平末端，切割 质粒一般只需要限制酶剪切 1 次，产生 2 个黏性末端或平末端， 因为质粒是环状 DNA 分子，而目的基因在 DNA 分子链上。 (2)切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶：如果用 两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在 DNA 连接 酶的作用下，目的基因与载体也可以连接起来。
(3)目的基因的插入点不是随意的：基因表达需要启动子与 终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的 部位。
(4)基因工程操作过程中只有第三步“将目的基因导入受 体细胞”没有碱基互补配对现象；第一步利用逆转录法获得 DNA，第二步中的黏性末端连接，第四步利用分子水平杂交的 方法检测，均存在碱基互补配对现象。
2．基因表达载体的组成[填图]
四、将目的基因导入受体细胞 1．导入植物细胞 (1)农杆菌转化法： ①原理：农杆菌Ti质粒上的 T-DNA 可整合到受体细胞的 染色体DNA上。 ②适用范围：主要适用于 双子叶植物 和 裸子植物 。 (2) 基因枪法 ：常用于单子叶植物。 (3)花粉管通道法：目的基因借助花粉用PCR技术扩增 (1)原理： DNA双链复制 。 (2)过程：
3．人工合成 (1)条件：基因比较小， 核苷酸序列 又已知。 (2)方法：通过 DNA合成仪 用化学方法直接人工合成。 三、基因表达载体的构建 1．构建基因表达载体的目的 (1)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。 (2)使目的基因能够 表达 和发挥作用。
基因工程的基本操作程序
一、基因工程的基本操作程序 目的基因 的获取→ 基因表达载体 的构建→将目的基
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标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中 是否含有目的基因，从而将有目的基因 的细胞筛选出来。
①载体与表达载体的区别：二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段， 表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构。 ②启动子、终止子对于目的基因表达必不可少。 ③目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体的方式携带进去。
什么样的方法能够获取目的基因呢？
目的基因的获取方法什么是基因？将含有某种生物不 同基因的许多DNA片段， 导入受体菌的群体中储 存，各个受体菌因的基因。 部分基因：包含了一种生物一部分基因的基因。
部分 基因 1利用PCR技术扩增目的基因 什么是PCR？？
又叫做：聚合酶链式反应，是一项在生物体外（PCR扩增仪） 复制特定DNA片段的核酸合成技术。
PCR扩增仪是如何扩增DNA片段的呢？
PCR仪扩增DNA片段的过程
PCR扩增DNA的过程：
1、DNA变性（90℃-95℃）：双链 DNA模板在热作用下，_____断裂， 氢键 单链DNA 形成______ 2、复性（复性55℃-65℃）：系统 温度降低，引物与DNA模板结合，形 双链 成局部________。 3、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶 的作用下，合成与模板互补的 DNA链 ________。
相 原理 同 原料 点 条件
解旋 方式
PCR技术 DNA复制 碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化 细胞核内 细胞内的DNA聚合酶 形成整个DNA分子
不 体外复制 同 场所 点 酶 热稳定的DNA聚合酶
结果
大量的DNA片段
目的基因还可以用化学方法直接人工合成
基因的核苷酸序列
基因的转录产物mRNA
基因在染色体上的位置
基因的功能
基因表达产物时我们完全不知道目的基 因序列，或者想从一种生物体内 获得许多基因，或者想知道几种 生物之间有哪些基因不同，或者 想知道一种生物在不同的发育阶 段都表达哪些基因，或者想得到 一种A 某种生物部分基因 基因组 某种生物全部基因大小
基因中的启动子
小
无
大
有
基因中的内含子
物种间的基因交流
无
可以
有
部分基因可以
非编码区
启动子
编码区
非编码区
终止子
外显子
内 ——基因工程的核心
基因表达载体的组成：
复制原点+启动子+目的基因+终止子+标记基因
它们各自的作用是什么?
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mRNA的转录。
1.2 基因工程的基本操作程序
霍邱一中生物组 李素平 高三（14）班全体同学
为什么基因工程需要这四个步骤呢？
为什么要有“目的基因的获取”这一步？
有了目的基因，我们才能赋予一种生物 以另一种生物的遗传特性。
什么样的基因是目的基因呢？
目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因， 也可以是一些具有调控作用的因子.
1.选用适当的限制酶切割载体。 2.用同种限制酶切割含目的基因的 DNA片段。
3.用适量的DNA连接酶，使目的基 因和载体连接成重组DNA分子。
根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
mRNA 蛋白质 结构基因 推测 的核苷 推测 的核苷酸 化学 的氨基 合成 酸序列 酸序列 序列
目的 基因
如何用目的基因构建表达载体？
为什么要有“表达载体的构建”这一步？
单独的DNA片段──目的基 因是不能稳定遗传的。
构建表达载体的 目的是为了使目的基 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 的基因能表达和发挥 作用。
部分 部分 部分 基因 基因 基因 2 3 4部分 部分 基NA反转录产生多种互补DNA（也叫做 cDNA）片段，与载体连接后储存在一 个受体菌群