基因工程的基本操作程序第二课时上课课件
1.2基因工程的基本操作程序(第二课时)

归纳: 基因工程的基本操作程序
1. 获取目的基因 从基因 利用PCR 化学方法人工合成
2. 构建基因表达载体
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、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
DNA分子杂交示意图
将两种生物的DNA分子的单链放在一起,如 果这两个单链具有互补的碱基序列,那么,互 补的碱基序列就会结合在一起,形成杂合双链 区;在没有互补碱基序列的部位,仍然是两条 游离的单链。
目的基因的检测与鉴定
原理: 分子杂交技术
①检测: DNA上是否插入了目的基因 方法: DNA-DNA分子杂交
②检测: 目的基因是否转录出了mRNA 方法: DNA-RNA分子杂交
③检测: 目的基因是否翻ห้องสมุดไป่ตู้成蛋白质 方法: 抗原-抗体杂交 有时还需进行个体水平的鉴定,如抗
虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
知识回顾:
1、获取目的基因的常用方法 2、基因 3、PCR技术扩增的过程 4、基因工程基本操作的步骤
转化
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.
如何将目的基因导入受体细胞?
将目的基因导入受体细胞
(一)导入植物细胞
常用方法: 农杆菌转化法 过程:
目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农 杆菌 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
(二)导入动物细胞 常用方法: 显微注射技术
操作程序:
提纯含目的基因的表达载体
采用
显微注射仪注入
受精卵
胚胎培
养 移植、发育成具有新性状的动物
讲课基因工程的基本操作程序课件

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
第3章第1节第2课时基因工程的基本操作程序课件--苏教版2019 高中生物选择性必修3

(2)从RNA方面检测受体细胞 ①方法:分子杂交技术。 ②操作:从待测转基因生物细胞中提取mRNA分子,用已标记 的目的基因片段 作为探针与mRNA杂交,观察是否出现杂交带。
(3)从蛋白质方面进行检测 ①方法:抗原—抗体杂交 。 ②操作:从待测转基因生物中提取蛋白质,再用相应的抗体进 行抗原—抗体杂交,观察是否出现 杂交带。 (4)从个体水平进行鉴定:检测转基因生物是否表现出目的基因 控制的性状。
③过程 将目的基因插到农杆菌Ti质粒的 TDNA 特定区段上→转入 农杆菌→侵染植物细胞→整合到受体细胞染色体的 DNA 上→目的 基因稳定的遗传和表达
(2)将目的基因导入动物细胞 ①主要方法:显微注射法。 ②操作对象: 受精卵。 ③其他方法:也可用 病毒DNA 与目的基因一起构建的载体, 去感染受体动物细胞。
限制酶 BamHⅠ
HindⅢ
EcoRⅠ
Sma Ⅰ
识别序
列及切
割位点
图2 图1
①构建基因表达载体时,能否用Sma Ⅰ酶切割质粒?为什么?
提示:不能;因为Sma Ⅰ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗 性基因是标记基因,便于重组DNA分子的筛选,若被破坏,无法进 一步筛选。
②与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶 同时处理质粒、外源DNA的优点是什么?
NO.1 必备知识·聚焦概念
一、基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取 (1)通过化学合成法直接人工合成目的基因 ①对于比较小的目的基因,在明确脱氧核苷酸序列后,可以通 过DNA合成仪直接人工合成。 ②全基因或较大基因,使用半合成 的生物体 全部基因片段 的重组DNA 的克隆群体。 特点:受体菌群中的不同个体含有该种生物的不同基因拷贝, 整个菌群所含有的基因拷贝便可能涵盖了该生物的所有基因 。 筛选方法:一般采用核酸探针杂交 的方法。
3.2基因工程的基本操作程序(第2课时)

第三章基因工程第2节第2课时将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定(课前+课中+课后,三案一体)课前案【预习新知】一、将目的基因导入受体细胞1.转化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.转化方法(1)导入植物细胞常用方法:花粉管通道法、农杆菌转化法(适用于双子叶植物或裸子植物)。
(2)导入动物细胞①常用方法:显微注射技术。
②常用受体细胞:受精卵。
(3)导入微生物细胞①方法:用Ca+处理细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
②受体细胞:原核生物(使用最广泛的是大肠杆菌)。
③原核生物的特点:繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
二、目的基因的检测与鉴定三、DNA片段的扩增及电泳鉴定1.实验原理(1)PCR利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。
(2)在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关。
(3)电泳:在一定的pH下,DNA分子中具有的可解离基团可以带上正电荷或负电荷。
在电场的作用下,这些带电分子向着与它所带电荷相反的电极移动的过程。
(4)PCR产物的鉴定方法:琼脂糖凝胶电泳。
2.目的要求(1)了解PCR的电泳鉴定的基本原理。
(2)尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。
3.方法步骤(1)用微量移液器按照PCR反应体系的配方或PCR试剂盒说明书,在微量离心管中依次加入各组分。
(2)待所有的组分都加入后,盖严离心管的盖子。
将微量离心管放入离心机里,离心约10s,使反应液集中在管的底部。
(3)设置好PCR仪的循环程序,将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应。
(4)根据待分离DNA片段的大小,用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液,在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖融化。
稍冷却后,加入适量的核酸染料混匀。
(5)将温热的琼脂糖溶液迅速导入模具,并插入合适大小的梳子,以形成加样孔。
(6)待凝胶电泳溶液完全凝固,小心拔出梳子,取出凝胶放入电泳槽内。
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
3-2 基因工程的基本操作程序(教学课件)——高中生物人教版(2019)选择性必修3

转基因抗虫棉 DNA合成仪
一.目的基因的筛选与获取 (3)利用PCR获取和扩增目的基因
PCR技术:PCR是_聚__合___酶__链__式__反__应_的缩写,是一项根据__D__N_A__半__保__留复制 的原理,在_体__外_提供参与DNA复制的_各__种组___分_与_反_ 应_条__件____,对 目__的___基__因__的__核___苷__酸__序_ 列_进行_大___量__复制__的技术;
培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤?
转基因抗虫棉(使棉铃虫死亡,左) 与非转基因抗虫棉(右)
从社会中来
培育转基因抗虫棉的简要过程
1.目的基因的 筛选与获取
与载体拼接
2.基因表达 载体的构建
抗虫基因
普通棉花 (无抗虫特性)
3.将目的基因 导入受体细胞
导入 棉花细胞
重组DNA分子
4.目的基因的 检测与鉴定
害虫肠上皮细胞的特异性受体结合,导致细胞 膜穿孔,最后造成害虫死亡。 2.抗虫棉中的Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害?
Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环 境中才能表现出毒性,而人和牲畜的胃液呈酸 性,肠道细胞也没有特异性受体,因此,Bt抗 虫蛋白不会对人畜产生上述影响。
一.目的基因的筛选与获取 3.筛选合适目的基因 ①筛选方法之一
2.原则:_碱___基__互__补__配___对__原__则___ (A-__T___;C-___G___)
(3)利用PCR获取和扩增目的基因 ①DNA复制所需的基本条件:
参与的组分
解旋酶(体外用高温代替) DNA母链
4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶
(体外用耐高温的DNA聚合酶)
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基因工 程基本 操作四 个步骤
基因表达载体的构建 基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞 将目的基因导入受体细胞 导入
目的基因的检测与鉴定 目的基因的检测与鉴定
利用PCR技术扩增目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 PCR技术扩增
多聚酶链式反应 体外 概念:PCR全称为_______________,是在生物____ 全称为_______________ ____复制 ① 概念:PCR全称为_______________,是在生物____复制 特定DNA DNA片段 特定DNA片段 ___________的核酸合成技术 ___________的核酸合成技术 DNA复制 ②原理:__________ 原理: DNA复制 ③条件:已知基因的核苷酸序列 条件:_______________________、 _______________________、 四种脱氧核苷酸 、___________ (做启动子)、 _______________、 (做启动子 做启动子) _______________ 一对引物 __________ 等 TaqDNA聚合酶 TaqDNA聚合酶 ATP 前提条件: 前提条件: 双链的解开 。 指数 方式扩增,即____(n为扩增循环的次数) 2n 方式: _____方式扩增 ④方式:以_____方式扩增, ____( 为扩增循环的次数) ⑤过程: 过程:
检测—性鉴定等 鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、
三、将目的基因导入受体细胞
转化: 转化:
受体细胞 目的基因进入_________内 目的基因进入_________内,并且在受体细胞 _________ 内维持_____ _____的过程 _____和 表达 的过程。 内维持_____和_____的过程。 稳定 农杆菌转化法 将目的基因导入 植物细胞 基因枪法 花粉管通道法
四、目的基因的检测与鉴定——检查是否成功 检查是否成功
①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 DNA 方法: DNA分子杂交 方法: DNA分子杂交 过程:A.首先取出转基因生物的基因组 首先取出转基因生物的基因组DNA 过程 首先取出转基因生物的基因组 B.用含目的基因的 用含目的基因的DNA片段用放射性同位素等作标记 片段用放射性同位素等作标记, 用含目的基因的 片段用放射性同位素等作标记 以此做探针 C.使探针和转基因生物的基因组杂交 若显示出杂交带, 使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示出杂交带 使探针和转基因生物的基因组杂交 若显示出杂交带 表明染色体已插入染色体DNA中 表明染色体已插入染色体 中 检测目的基因是否转录出了mRNA ②检测目的基因是否转录出了mRNA 方法: 方法: 分 子 杂 交 过程:用上述探针和转基因生物的 杂交,若出现杂 过程 用上述探针和转基因生物的mRNA杂交 若出现杂 用上述探针和转基因生物的 杂交 交带,表明目的基因转录出了 表明目的基因转录出了mRNA. 交带 表明目的基因转录出了 ③检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法: 方法: 抗原抗体杂交
方法 将目的基因导入
动物细胞
——显微注射法 ——显微注射法
将目的基因导入 ——感受态细胞 ——感受态细胞 微生物细胞
1、将目的基因导入植物细胞的方法: 将目的基因导入植物细胞的方法: (1)农杆菌转化法
农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
农杆菌介绍: 农杆菌介绍 Ti质粒上有 质粒上有T-DNA, 质粒上有 称为可转移的DNA, 称为可转移的 它可转移到受体细 胞,并整合到受体细 并整合到受体细 胞染色体DNA上. 胞染色体 上
2、将目的基因导入动物细胞 方法: ①方法:显微注射法 程序: ②程序:
取卵(受精卵) 目的基因表达载体提纯 取卵(受精卵) 受精卵 新性状动物 显微注射
3、将目的基因导入微生物细胞 原核生物特点:繁殖快、单细胞、 ①原核生物特点:繁殖快、单细胞、遗传物质少 方法: ②方法:
用Ca2+处理细胞 感受态细胞 表达载体与感受态 细胞吸收DNA分子 细胞混合 感受态细胞吸收 分子
二、基因表达载体的构建—— 核心 基因表达载体的构建
5.基因表达载体的组成: 5.基因表达载体的组成: 基因表达载体的组成 复制原点+目的基因+启动子+终止子+ 复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因 启动子: 启动子:位于基因的首端的一 段特殊的DNA片断,它是RNA DNA片断 RNA聚 段特殊的DNA片断,它是RNA聚 合酶识别和结合的部位, 合酶识别和结合的部位,有了 它才能驱动基因转录出mRNA mRNA, 它才能驱动基因转录出mRNA, 最终获得蛋白质 终止子: 终止子:位于基因的尾端的一 段特殊的DNA片断,能终止mRNA DNA片断 段特殊的DNA片断,能终止mRNA 的转录 标记基因的作用是为了鉴别受 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, 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