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人教版高中生物选修三 1.2.1 基因工程的基本操作程序 (共47张PPT)

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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

选修三 1.2基因工程的基本操作程序 (共38张)讲课文档

选修三 1.2基因工程的基本操作程序 (共38张)讲课文档
第二十二页，共38页。
六、教学过程
4、小结：引导学生画出本节的知识网 络。
5、学习效果检测：小组设计实验： ① 写出制备能生产乙肝疫苗的转基因酵母 菌操作步骤。 ②写出培育转基因抗软 化番茄的基本过程。（每小组选做一题）
第二十三页，共38页。
七、教学评价：
根据学生对老师设计的问题的回 答情况和学生提出问题的情况， 实时进行教学效果的评价，并对 教学节凑进行调节。
第十四页，共38页。
六、教学过程
学生带着问题自主阅读课文，小组内 讨论，总结出基因工程的四个基本操作 程序。然后请学生说出四个步骤。 （通
过学生自学和讨论来概括本文的重点内
容——基因工程的基本操作程序。这样既
可以提高学生的阅读能力，还可以提高分 析、归纳其所得信息能力及交流能力。）
第十五页，共38页。
第十八页，共38页。
六、教学过程
第二步骤：基因表达载体的构建。学习
这个步骤之前，让学生模拟制作重组DNA分子， 展示自己制作的重组DNA分子。在制作过程中提
出下列问题让学生思考：“含目的基因的DNA片 段和运载体各有几个切割位点？露出几个黏性末端？ 如何拼接上去？”通过学生自己动手，模拟拼接， 加深学生对基因表达载体的构建的认识。然后，老 师提出下列问题：
第三页，共38页。
二、学生情况分析：
在学习基因工程之前，学生已经学完 了《分子与细胞》、《遗传与进化》，对
细胞的结构与功能、DNA分子的结构、 生物遗传与变异的规律及这些规律在育 种方面的应用有了较为全面的认识。对 运用现代生物技术----基因工程育种有着 较为强烈的兴趣。
第四页，共38页。
三、教学目标
第十九页，共38页。
六、教学过程

人教版高中生物选修(三)-1.2基因工程的基本操作程序 课件 (共42张PPT)

人教版高中生物选修(三)-1.2基因工程的基本操作程序 课件 (共42张PPT)

3. 通过DNA合成仪化学方法直接人工合成 （基因比较小、核苷酸序列又已知）
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
化学合成
目的基因
步骤二：基因表达载体的构建（核心内容）
1. 表达载体的构建过程
质粒
获取目的基因
C T TAAG G AAT T C
C T TAAG G AAT T C
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
转化：
指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。
1.将目的基因导入植物细胞
（1）农杆菌转化法：感染双子叶植物和裸 子植物，对大多单子叶植物没有感染力；
（2）基因枪法：常用于单子叶植物； （3）花粉管通道法：转基因抗虫棉。
（2）基因枪法：常用于单子叶植物；
（A ）
3.在遗传工程技术中,下列何种目的基因一般以直接分离的方法获得
A.人的胰岛素基因 C.芽孢杆菌的抗虫基因
B.蚕的蚕丝蛋白基因 D.菜豆储藏蛋白基因 C
4.不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A.能复制 C.具有标记基因
B.有多个限制酶切点 D.它是环状DNA
（ D）
5.有关基因工程的叙述正确的是
操作环境
体内（细胞内）
体外
练习．有关PCR技术的说法，不正确的是( Ｄ ） A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核 酸合成技术 B．PCR技术的原理是DNA双链复制 C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已 知目的基因的核苷酸序列 D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
据图回答：
（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别

人教版高二生物选修三1.2基因工程的基本操作程序课件 (共44张PPT)

人教版高二生物选修三1.2基因工程的基本操作程序课件 (共44张PPT)
6.人工合成目的基因的前提条件是什么?
7.基因工程的核心步骤是什么,目的是什么?
8.一个基因表达载体有哪几部分构成?分别什么 作用?
(二)利用PCR技术扩增目的基因
1、概念：PCR全称为__多__聚__酶__链__式__反__应__，是一项在生 物_体__外_复制_特__定__D_N__A_片__段__的核酸合成技术
检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株
的耐盐性。
答案：（1）a a （2）基因枪 法（花粉管通道法） （3）植物组织培养（1分） 脱分化 （去分化） 再分化 （4）耐盐基因（目的基因） 一定 浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）
练习
4）有关基因工程的叙述正确的是 （ D ）
A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供 资料
DNA
mRNA
多肽链
转录 翻译
三维结构 折叠
预期功能 生物功能
2、目标P26：
根据人们对 蛋白质功能 的特定需求， 对蛋白质的 结构 进行分子设计。
3、实质： 基因改造
蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其 与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因 合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白 质，以满足人类对生产和生活的需求。
原核生物基因结构
非编码区 编码区上游
启动子
编码区
非编码区
编码区下游 终止子
编码区 ：能转录相应的信使RNA，能 编码蛋白质
①不能转录为信使RNA，不能 非编码区 编码蛋白质。
②有调控遗传信息表达的核 苷酸序列.包括启动子和终止子
基因结构
非编码区 编码区上游

高中生物基因工程的基本操作程序课件新人教版选修-PPT

高中生物基因工程的基本操作程序课件新人教版选修-PPT
方法—— DNA分子杂交技术
基因探针: 放射性同位素等标记得DNA分子
探针
15N
15N
转基因生 14N 物得DNA 14N
变性 变性
(2)检测目得基因就是否转录出了mRNA 方法—— DNA分子杂交技术
探针
15N
15N
变性
转基因生物 得mRNA
14N
14N
(3)检测目得基因就是否翻译成蛋白质 方法——抗原-抗体杂交
移植
花粉管通道法: 将目得基因导入植物细胞
①操作方法: 在植物花受粉后,花粉形成花粉管还末愈合前期,
剪去柱头,然后,滴入DNA(含得基因)使目得基因借助 花粉管通道进入受体细胞 ②特点: 十分简便经济
③例: 转基因抗虫棉
基因枪法: 将目得基因导入单子叶植物细胞
①操作方法:
利用压缩气体产生得动力 ,将包裹在金属粒表 面得表达载体DNA打入受体细胞中,使目得基因与其 整合并表达得方法 ②金属粒: 钨粉粒子和金粉粒子,粒子得直径一般在
构建表达载体
Ti质粒
目得DNA
T-DNA (可转移-DNA)
Hin dIII
Bt毒素蛋白基因
Hin dIII
苏云金杆菌
苏云金杆菌
Hin d限制性酶ⅠⅡ
DNA连接酶
含目得基因得重组Ti质粒导入农杆菌
(培养不具有氨苄青霉素 抗性基因和四环素抗性积基因得农杆菌)
不能存活
培养
培养
农杆菌
完全培养基
Ca2+ 处理细胞 形成感受态细胞
每重复一次,目得基因增加一 倍
PCR扩增为指数形式扩增2n(n为扩增循环得 次数),在短时间内扩增大量目得基因。
用化学方法直接人工合成目得基因

人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序共42张PPT[可修改版ppt]

人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序共42张PPT[可修改版ppt]
人教版高中生物选 修3专题1第2节基因 工程的基本操作程
序共42张PPT
基因工程基本操作的四个步骤 1、目的基因的获取 获取的方法？
2、基因表达载体的构建 构建目的？组成？
3、将目的基因导入受体细胞
导入植物细胞、动物细胞、 微生物细胞的方法分别是？
4、目的基因的检测与鉴定
如何判断目的基因是否成功导入受体细胞？ 如何判断导入后是否成功表达？
c、终止子 位于基因的末端,终止转录
d、标记基因 检测目的基因是否导入受体细胞
它们有什么作用？
思考： 表达载体为什么一定要有启动子？
• （1）生物之间进行基因交流，只有使用 受体生物自身基因的启动子才能有利于基 导入受体细胞无法 转录。
③转化过程:
Ti质粒
构建
表 达
转入
农 杆
导入
目的基因
载 体
菌
植 物 细 胞
插入
植物细胞 染色体 DNA
表达
新 性 状
（2）基因枪法
适用于单子叶植物
基因枪法又称微 弹轰击法，是利用压 缩气体产生的动力， 将包裹在金属颗粒表 面的表达载体DNA打 入受体细胞中，使目 的基因与其整合并表 达的方法。
（3）花粉通道法 适用于被子植物
植物花粉在柱头 上萌发后，花粉管要 穿过花柱直通胚囊。 花粉管通道法就是在 植物受粉后，花粉形 成的花粉管还未愈合 前，剪去柱头，然后， 滴加DNA（含目的基 因），使目的基因借 助花方法人工合成
二、基因表达载体的构建 —— 核心
1.过程: 用一定的__限__制__酶___切割 质粒，使其出现一个切 口，露出_黏__性__末__端_____。
用_同__一__种__限__制__酶__切断目 的基因，使其产生_____ 相_同__的__黏__性__末__端_。

人教版高中生物选修3课件1.2基因工程的基本操作程序 (共35张PPT)

人教版高中生物选修3课件1.2基因工程的基本操作程序 (共35张PPT)

四、目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
(一）目的基因 主要是指编码蛋白质的结构基因
目前被广泛提取使用的目的基因有： 苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因、 人胰岛素基因等。
（
二、基因表达载体的构建 ——
核心
非编码区
编码区
2、利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术—聚合酶链式反应
DNA双链复制的基本原理 原理： 一段已知目的基因的核苷酸序列 前提： 原料： 四种脱氧核苷酸 模板DNA 条件：热稳定DNA聚合酶(Taq酶） 一对引物
PCR扩增仪
利用PCR技术扩增目的基因
5’ G—G 3’ C—C
引物Ⅱ ’ 5
T—C A—G 5’ 3’ A—G 5’
引物Ⅰ
3’
高温 变性
3’
G—G
低温 复性
1.目的基因DNA受热变性，解链； 2.引物与单链互补结合； 3.合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸。
中温 延伸
PCR 技术
加热 变性
低温 退火 复性
PCR循环
延伸
3、人工合成
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
化取某种生物的全部DNA
用适当的限制酶酶切
一定大小的DNA片段
将DNA片段与运载体连成流程图解
某种生物的单链mRNNA聚合酶
双链cDNA片段
与运载止子
启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能 起始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。
RNA聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结 合的一种蛋白质. 终止子：终止转录。
非编码区
编码区
非编码区
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解旋酶催化 细胞核内 DNA聚合酶
结果
大量的DNA片段
形成整个DNA分子
3、人工合成的目的基因
1）反转录法：以目的 基因转录成的信使RNA 目的基因的mRNA在酶 单链DNA (cDNA）
的作用下合成双链DNA，
合成
从而获得所需的基因。 双链DNA
(即目的基因)
利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术
加热 变性
PCR循环
退
延伸
火
复
性
PCR技术过程（3分钟背会）： a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在
热作用下，氢__键___断裂，形成_单__链___D_N_A___
b、退火（复性55℃-65℃）：系统温度降低，
引物与DNA模板结合，形成局部___双__链___。
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，
合成与模板互补的_D__N_A_链___。
（5）条件：要_有__一__段_已__知__目__的_基__因__的__核__苷_酸_、序列 四__种__脱__氧__核__苷__酸___、一__对__引__物_____ 、
_D_N_A_聚__合__酶___.等
A.PEC
B. PER
C. PDR D. PCR
二、基因表达载体的构建——基因工 程的核心（背会）
1、构建基因表达载体的目的：
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。
2、基因表达载体的组成：
复制原点+目的基因+启动子+终止子+标 记基因
2．表达载体的功能：使目的基因 在受体细胞中稳定存在，并且遗传 给下一代，同时，使目的基因便于 获得所需的目的基因。
(4)获取目的基因的根据：
根据目的基因的有关信息，例如，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，以及基 因的表达产物蛋白质等
提取某种生物的全部 DNA用适当的限制酶切
一定大小的DNA片段
将DNA片段与解
某种生物的单链mRNA
反（逆）转录酶 单链互补DNA DNA聚合酶
双链cDNA片段 与载体连接 （1）PCR技术概念：是一项在生物体外复制 特定DNA片段的核酸合成技术。
A．限制酶只在获取目的基因时才用 B．重组质粒的形成是在细胞内完成 的
C．质粒都可以作为运载体 D．蛋白质的氨基酸排列顺序可以为 合成目的基因提供线索
3、在基因工程技术中，下列方
法与目的基因获得无关的是（A）工合成法
4. 聚合酶链反应可表
示为（ D ）
1.2 基因工程的基本操作程序
目标导航
1.了解基因工程原理及基本操作程 序。 2.理解获取目的基因的途径及基因 表达载体的构建。 3.理解目的基因导入受体细胞的方 法、目的基因检测与鉴定的方法。
第一课时
基因工程基本操作的四个步骤 1、目的基因的获取 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。
一、目的基因的获取（1分钟背会）
(一)目的基因主要是_编__码__蛋__白___质___的___结___构___基因 （二）获取目的的概念：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，各个受体小， 如确的是（ ） A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键， 也可利用解旋酶实现
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补 配对原则完成
C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
2、有关基因工程的叙述正确的是( D )
(2)原理：利用DNA复制原理，将基因的 核苷酸序列不断加以复制，使其呈指数方式
增加。指数扩增约为2n(n为扩增循环的次
数)。 (3)条件：已知目的基因的核苷酸序列、
引物、模板DNA、Taq_DNA聚合酶。
(4)过程：目的基因DNA受热变性 后解链为单链，与引物结合，然后 在Taq DNA聚合酶的作用下进行延 伸形成DNA。
使目的基因在受体细胞中稳
2、基因表达载体的构建 定存在，并可进行遗传、表
达和发挥作用
3、将目的基因导入受体细胞 载体进入受体细胞稳定表达， 才能实现一种生物的基因在 另一种生物中的转化。
4、目的基因的检测与鉴定 才能确定目的基因是否真正在受 体细胞中稳定遗传和正确表达。
基因工程的基本操作程序主要包 括四个步骤：（1分钟必背会） 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、 4、目的基因的检测与鉴定。
2）根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
蛋白 mR 结构 目
质的 NA 基因 的
氨基 推 测
的核
推 测
的核
化学 合成
基
酸序 苷酸 苷酸
因
列
序列 序列
3）化学合成目的基因：如果基 因比较小，核苷酸序列又已知，也 可以利用DNA合成仪化学合成。
及时训练：1、PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技 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（引物与DNA模板链结合） →72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列
（6）方式：以_指__数__方式扩增，即_2_n__（n
为扩增循环的次数）
7、结果：
使目的基因的片段在短时间内成百万 倍地扩增
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术
DNA复制
相 原理
同 点
原料
条件
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸 模板、能量、酶
解旋方式
不
DNA在高温下变性解旋
同 点
场所
体外复制
酶
热稳定的DNA聚合酶