基因工程的主要操作技术及原理 ppt课件

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典型例子：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、 抗病毒的转基因小麦、甜椒
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转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
3.抗逆转基因植物
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4.利用转基因改良植物的品质
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富含赖氨酸的转基因玉米
基转 因入 的荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白
PPT课件 不会引起过敏的转基因大4豆0
原 理： 基因重组
表达水平： DNA分子水平
过程：
意义： 1、定向改造某些性状
2、克服远缘杂交
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原核细胞的基因结构
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
RNA聚合酶结合位点
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。
将目的基因导入 农杆菌介导的遗传转化法
植物细胞
基因枪法
方法
将目的基因导入 动物细胞
——显微注射法
将目的基因导入——感受态细胞吸收DNA分子
微生物细胞
(氯化钙法)
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(四)目的基因的检测与鉴定 ——检查是否成功 ①形态检测
检测— ②分子检测
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非目的基因片段 GACATAGCTACA CTGTATCGATGT
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我们主要讨论4个问题：
1. 什么是基因工程——基因工程的概念。
2. 为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。 3. 怎样进行基因工程——4大步骤 4. 基因工程的应用和前景
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1、概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

5、“分子缝合针”是？根据什么分为两大类？哪两 大类？这两类酶的区别是？
6、DNA连接酶连接的是？DNA聚合酶连接的是？
7、DNA连接酶作用于什么键？
8、载体主要有哪几类？其中，最常用的是？它的本 质是？
9、载体必须具备的四个条件是？
10、写出限制酶切割后的黏性末端。
原核细胞的基因结构(补充内容）
2、原理：_D_N__A_双__链__复_ 制
模板（目的基因） 原料(脱氧核苷酸) 3、条件： 耐高温的DNA聚合酶（Taq酶） 引物（一小段单链DNA） 温度控制
4、操作前提：一段已知目的基因的核苷酸序列， 以便合成引物。
5、扩增形式：指数形式（2n） 6、结果 ： 在短时间内大量扩增目的基因
7、过程： a、变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作
复习回顾
1、基因工程又称为？基因工程的原理是?
2、基因工程中用到的工具中，“分子手术刀”是？ 来源是？其作用是？体现了酶的什么特性？作用部 位是什么键？
3、限制酶切割之后的结果是产生？从中轴线两侧切 割得到的是什么末端？从中轴线处切开呢？
4、获得目的基因需要切几个切口？产生几个黏性末 端？切割质粒呢？
重组载体
导入受体菌 中储存cDNA总结两种基因的主要区别如下表（课本P10）类型cDNA 基因组
大小小大基因中启
有
基因多少
部分基因 全部基因
物种间的基因交流 可以 部分基因可以
(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
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（与终止密码 子区别）

是
。
⑸由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是
否出现进药行用抗蛋原白—，抗在体分杂子交水如平果上出的现检杂测交方带法，及表结明果奶是牛什中出现了 么? 抗原蛋白；不出现杂交带，表明奶牛中未出现抗原蛋白
。 ⑹要确定目的让的害基虫因吞（食抗棉虫花基叶因，）观导察入害棉虫花是细否胞具后有，抗是虫否性能状
一、 目的基因的获得
1、目的基因：
在基因操作中使用的外源基因。它是编 码蛋白质的结构基因，如胰岛素基因、 干扰素基因。
2、获得目的基因的方法：
（1）直接分离法—— a.鸟枪法
（2）人工合成法 b.反转录法 c.化射击法）
①分离程序：用限制性内切酶将完 整的DNA分子切成适当长度的片段， 然后通过检测的方法挑选出所需要 的基因。
B、具有多个限制酶切点，以便于目的基 因的表达
C．具有某些标记基因，以便为目的基因 的表达提供条件
D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存， 以便于进行筛选
4、质粒是基因工程最常见的载体，它的 主要特点是( )
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA ⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
想一想需要哪些工具呢？
普通棉花
抗虫棉
探究1：基因工程的基本工具是什么？
一、 基因手术刀：限制性内切酶 二、基因缝纫针：DNA连接酶 三、基因运输车：载体
一、 基因手术刀：限制性内切酶
1、来源： 主要从原核生物中分离纯化 2、功能：（1）识别特定的脱氧核苷酸序列（回文
序列）；（2）并在特异性位点把双链 DNA分子“切割”开。
第一节 基因工程的原理
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
基因工程DNA的重组概技术念或基因拼接技术

目的基因的检测与鉴定
1．分子水平检测
(1)导入检测：DNA分子杂交技术，即使用放射性同位素标
记的含目的基因的DNA片段作探针检测。
转录检测：分子杂交技术 (2)表达检测 翻译检测：抗原—抗体杂交法
2．个体生物学水平鉴定：对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验。基因的构建模式图•从基因构建
如：转基因大肠杆菌是否产生了－－胰岛素原
多细胞生物的－－检测这些个体是否表现出相应的性状。
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。
1.抗虫棉的花粉中一定含有抗虫基因吗？ 2.抗虫棉有性生殖的后代一定具有抗虫的功能吗？
化学方法合成
反转录法 根据已知氨基酸序列合成DNA
目的基因的mRNA
反转录
蛋白质的氨基酸序列
推测
单链DNA
合成
mRNA的核苷酸序列
推测
双链DNA（目的基因）
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
技 术 扩 增
PCR
氢键断裂，形成单链DNA。
引物与DNA模板结合， 形成局部双链。 在酶的作用下，不断延 伸，合成双链DNA。
目的基因+目的基因自连
载体+载体自连
目的基因+载体连接
（三）将重组DNA分子导入受体细胞 “导”
植物：农杆菌转化法
导入
方 动物：显微注射法 法
微生物：Cacl2处理法
受体细胞
扩增
将目的基因导入的受体细胞有哪些？
生物种类 常用方法 受体细胞 植物细胞 农杆菌转化法 体细胞或受精卵 将目的基因插入 Ti质粒的T­DNA 上→农杆菌→导 入植物细胞→整 合到受体细胞的 DNA→表达 动物细胞 显微注射技术 受精卵 将含有目的基因 的表达载体提纯 →取卵(受精卵)→ 显微注射→受精 卵发育→获得具 有新性状的动物 微生物细胞 CaCl2处理法 原核细胞 Ca2＋处理细胞→ 感受态细胞→重 组表达载体与感 受态细胞混合→ 感受态细胞吸收 DNA分子