基因工程操作步骤PPT课件
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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。
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
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。
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
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
大学生物化学课件基因工程ppt
定义 识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周围 切割双链DNA的一类内切酶。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Bam HⅠ
GGATCC CCTAGG
GCCTAG+
GATCC G
切割DNA后产生含5’磷酸和3’羟基的末端
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
连接酶
重组体
转化 体外包装，转染
带重组体的宿主
筛选
表型筛选
酶切电泳鉴定
菌落原位杂交
以 质 粒 为 载 体 的
DNA 克 隆 过 程
扩增或表达
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（六）克隆基因的表达
Ⅱ类酶识别序列特点—— 回文结构(palindrome)
GGATCC CCTAGG
切口 ：平端切口、粘端切口
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
平端切口
HindⅡ
GTCGAC CAGCTG
GTC CAG
蛋白质而特意设计的载体称为表达载体。
载体的选择标准：
能在宿主细胞中自主复制； 具有两个以上的遗传标记物，便于重组体
的筛选和鉴定； 有克隆位点（外源DNA插入点），常具有
多个单一酶切位点，称为多克隆位点； 分子量小，以容纳较大的外源DNA。 作为表达载体，具有与宿主细胞相适应的
调控元件：启动子，增强子等。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Bam HⅠ
GGATCC CCTAGG
GCCTAG+
GATCC G
切割DNA后产生含5’磷酸和3’羟基的末端
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
连接酶
重组体
转化 体外包装，转染
带重组体的宿主
筛选
表型筛选
酶切电泳鉴定
菌落原位杂交
以 质 粒 为 载 体 的
DNA 克 隆 过 程
扩增或表达
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（六）克隆基因的表达
Ⅱ类酶识别序列特点—— 回文结构(palindrome)
GGATCC CCTAGG
切口 ：平端切口、粘端切口
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
平端切口
HindⅡ
GTCGAC CAGCTG
GTC CAG
蛋白质而特意设计的载体称为表达载体。
载体的选择标准：
能在宿主细胞中自主复制； 具有两个以上的遗传标记物，便于重组体
的筛选和鉴定； 有克隆位点（外源DNA插入点），常具有
多个单一酶切位点，称为多克隆位点； 分子量小，以容纳较大的外源DNA。 作为表达载体，具有与宿主细胞相适应的
调控元件：启动子，增强子等。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
《基因工程实验流程》课件
基因工程的应用领域
01
02
03
农业
培育抗虫、抗病、抗逆等 性状优良的农作物新品种 ，提高农业生产效率。
医学
用于疾病诊断、治疗和预 防，如基因治疗、基因药 物、基因检测等。
工业
用于生物制药、生物能源 、生物材料等领域，如利 用基因工程菌生产药物、 生物燃料等。
02 基因工程实验基本流程
目的基因的获取
03 基因克隆实验流程
基因克隆的目的和意义
基因克隆是基因工程中的重要技术，其目的是获取和利用特定的基因或基 因片段。
通过基因克隆，科学家可以深入研究基因的结构和功能，以及基因在生命 过程中的作用。
基因克隆的应用广泛，包括基因治疗、药物研发、农业育种等领域，对人 类健康和功能 或表型相关的目的基因。
RT-PCR
利用逆转录酶将mRNA逆转录成 cDNA，再通过PCR扩增获得目的基 因。
克隆技术
利用分子克隆技术，将目的基因克隆 到质粒或噬菌体载体中。
基因合成
对于无法通过传统方法获得的目的基 因，可以通过基因合成技术进行人工 合成。
载体构建
载体选择
目的基因与载体的连接
根据目的基因的性质和实验需求，选 择合适的载体（如质粒、病毒载体等 ）。
将目的基因与载体进行酶切、连接， 形成重组DNA分子。
载体改造
对载体进行必要的改造，如添加启动 子、多克隆位点等，以便于目的基因 的表达和克隆。
重组DNA的转化
宿主细胞选择
根据目的基因的表达需求，选择合适的宿主细胞（如大肠杆菌、 酵母、哺乳动物细胞等）。
基因工程实验的工程实验应以尊重生命为首 要原则，不得对人类和动物的生 命造成伤害。
知情同意
第二节基因工程及其应用ppt课件
2）用同一种限制酶切断目的基因，使 其产生相同的黏性末端。
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DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
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DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
基因工程-课件ppt
(7)用于载体的质粒 DNA 分子上至少含一个限制酶识别位点(√ )
(8)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在
并表达
(√)
在日常生 活中， 随处都 可以看 到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
2．载体需具备的条件及其作用(连线)
对点落实
返回
1．(2016·全国卷Ⅲ)图(a)中的三个 DNA 片段上依次表示出了
EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和 Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列
与 切 割 位 点 ， 图 (b) 为 某 种 表 达 载 体 的 示 意 图 ( 载 体 上 的
EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。
↓
↓
↓
——GAATTC—— ——GGATCC—— ——GATC——
返回
(2)写出产生的末端的种类：①产生的是黏性末端；②产生的 是 平末端 。 (3)EcoRⅠ限制酶和 SmaⅠ限制酶识别的碱基序列 不同，切割 位点不同 (填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性 。
在日常生 活中， 随处都 可以看 到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
图(b)
图(c)
(3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶，常见的
有__E_·_c_o_l_i__D_NA_连__接__酶_和____T_4D_N_A_连___接__酶___，其中既能连接黏 性末端又能连接平末端的是__T_4D_N_A__连__接__酶___。
解析
在日常生 活中， 随处都 可以看 到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
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。
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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。
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PCR反应体系中目的基因成指数(2n)形式扩增 15
PCR技术扩增与DNA复制的比较
DNA复制
PCR技术
场所 原理 条件
解旋方式 酶
特点
结果
主要在细胞核内 碱基互补配对原则
体外复制 碱基互补配对原则
四种脱氧核苷酸、模 板、酶、ATP
四种脱氧核苷酸、 模板、酶、引物
解旋酶催化解旋
DNA在高温下变性解
d.重复a.b.链c步骤：每重复一
次，目的基因增加___一倍
12
5/G—G
5/ 引物Ⅱ 3/
3/
G—G C—C
T—C 3/ 3/ A—G 5/
引物Ⅰ
G—A 5/
变性 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。
延伸
13
③过程：
14
PCR技术的操作过程2. 基因的种类:基因组：含有一种生物酶
许多DNA片段
与运载体连接导入
受体菌群体
某种生物某个时期的
mRN反A 转录 cDNA
与运载体的基因结构
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
与RNA聚合酶结合位
点Hale Waihona Puke 基 编码区 ：编码蛋白质 ,连续不间断
因 结
①不编码蛋白质。
构 非编码区 ②调控遗传信息表达,上
游有RNA聚合酶结合位点: 4
真核细胞的基因结构
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
10
2.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。
2 原理：DNA复制 原料：模板DNA；DNA引物；四种脱氧核苷 酸；热稳定DNA聚合酶
3 前提： 已知目的基因的一段核苷酸序列 11
才能确定目的基因是否真正
4、目的基因的检测与鉴定 在受体细胞中稳定遗传和正
确表达。
2
一、目的基因的获取
1 目的基因主要是编码蛋白质的基因： 如：与生物抗性相关的基因、与优良品质相 关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、 与毒物降解相关的基因、与工业用酶相关的 基因、具调控作用的因子等。
、人工合成
20
二、基因表达载体的构建 ——基因工程的核心
1 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
21
二、基因表达载体的构建——核 心1.过程:
aP、CDRN技A术变的性（操9作0℃过-程
95℃）：双链DNA模板在
氢热作键用下，_____断单裂链，形成 b__、__退__火__（复性55D℃N- A
65℃）：系统温度降低，引
物与DNA模板结合，双形链成局
部________。
c、延伸（70℃-75℃）：在
Taq酶的作用下，合成与模
板互补的_D__N___A__。
1.2 基因工程的基本操作程序
1
知识回顾：
基因工程基本操作的四个步骤
有了目的基因，我们才能赋予
1、目的基因的获取 一种生物以另一种生物的遗传 特性。
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
载体进入受体细胞稳定表达，
3、目的基因导入受体细胞 才能实现一种生物的基因在 另一种生物中的转化。
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下， 从
引物的D5N′A端→3′端延伸，合成与模板互补 的___链_____。
17
3. 人工合成法
在基因较小，核苷酸序列已知的情况下，可以
利用DNA合成仪人工合成
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
思考：化学法合
细胞内的DNA聚合酶、 解旋酶、DNA连接酶
旋 热稳定的DNA聚合酶
等 半保留复制、
半保留复制、
边解旋变复制
全解旋再复制
形成整个DNA分
大量的DNA片段 16
随堂闯关 PCR技术扩增过程
a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板 在热作用下， 氢断键裂，形成____单__链_
b、复性（55℃-60℃）：系统温度DN降A低，引物 与DNA模板结合，形成局部__双__链____。
真核细胞的cDNA的获取
非编码区 基因 启动子
不含非编码 序列。即不 含非编码区 和内含子
编码区
非编码区
转录 剪接 逆转录 复制
终止子
RNA聚合酶 mRNA前体
剪接有关的酶 mRNA
逆转录酶 单链DNA
DNA聚合酶 cDNA8基因组DNA与cDNA的比较类型
大小 基因中启动子（具有启 动作用的DNA片段）cDNA 小无基因组 大
有
基因中内含子(位于编码
蛋白质序列的非编码
无
有
DNA片段）
基因多少
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
物种间的基因交流
可以
部的基因的有关信息，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 达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
成的目的基因含内含 子、启动子和终止子 吗？
18
人工合成法（真核生物）
反转录法
化学合成法
目的基因的信使RNA 肽链氨基酸序列
推测
单链DNA
信使RNA序列
推测
合成
基因的核苷酸序列
目的基因
合成
目的基因
19
课堂小结1）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
与RNA聚合酶 结合位点 外显子
内含子
外显子：能编码蛋白质的序列
基 编码区
因
内含子：不能编码蛋白质的序列
结 非编码区 ：有调控作用,上游有RNA聚合
构
酶结合位点(念:
将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受 体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同 基因。
PCR技术扩增与DNA复制的比较
DNA复制
PCR技术
场所 原理 条件
解旋方式 酶
特点
结果
主要在细胞核内 碱基互补配对原则
体外复制 碱基互补配对原则
四种脱氧核苷酸、模 板、酶、ATP
四种脱氧核苷酸、 模板、酶、引物
解旋酶催化解旋
DNA在高温下变性解
d.重复a.b.链c步骤：每重复一
次，目的基因增加___一倍
12
5/G—G
5/ 引物Ⅱ 3/
3/
G—G C—C
T—C 3/ 3/ A—G 5/
引物Ⅰ
G—A 5/
变性 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。
延伸
13
③过程：
14
PCR技术的操作过程2. 基因的种类:基因组：含有一种生物酶
许多DNA片段
与运载体连接导入
受体菌群体
某种生物某个时期的
mRN反A 转录 cDNA
与运载体的基因结构
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
与RNA聚合酶结合位
点Hale Waihona Puke 基 编码区 ：编码蛋白质 ,连续不间断
因 结
①不编码蛋白质。
构 非编码区 ②调控遗传信息表达,上
游有RNA聚合酶结合位点: 4
真核细胞的基因结构
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
10
2.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。
2 原理：DNA复制 原料：模板DNA；DNA引物；四种脱氧核苷 酸；热稳定DNA聚合酶
3 前提： 已知目的基因的一段核苷酸序列 11
才能确定目的基因是否真正
4、目的基因的检测与鉴定 在受体细胞中稳定遗传和正
确表达。
2
一、目的基因的获取
1 目的基因主要是编码蛋白质的基因： 如：与生物抗性相关的基因、与优良品质相 关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、 与毒物降解相关的基因、与工业用酶相关的 基因、具调控作用的因子等。
、人工合成
20
二、基因表达载体的构建 ——基因工程的核心
1 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
21
二、基因表达载体的构建——核 心1.过程:
aP、CDRN技A术变的性（操9作0℃过-程
95℃）：双链DNA模板在
氢热作键用下，_____断单裂链，形成 b__、__退__火__（复性55D℃N- A
65℃）：系统温度降低，引
物与DNA模板结合，双形链成局
部________。
c、延伸（70℃-75℃）：在
Taq酶的作用下，合成与模
板互补的_D__N___A__。
1.2 基因工程的基本操作程序
1
知识回顾：
基因工程基本操作的四个步骤
有了目的基因，我们才能赋予
1、目的基因的获取 一种生物以另一种生物的遗传 特性。
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
载体进入受体细胞稳定表达，
3、目的基因导入受体细胞 才能实现一种生物的基因在 另一种生物中的转化。
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下， 从
引物的D5N′A端→3′端延伸，合成与模板互补 的___链_____。
17
3. 人工合成法
在基因较小，核苷酸序列已知的情况下，可以
利用DNA合成仪人工合成
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
思考：化学法合
细胞内的DNA聚合酶、 解旋酶、DNA连接酶
旋 热稳定的DNA聚合酶
等 半保留复制、
半保留复制、
边解旋变复制
全解旋再复制
形成整个DNA分
大量的DNA片段 16
随堂闯关 PCR技术扩增过程
a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板 在热作用下， 氢断键裂，形成____单__链_
b、复性（55℃-60℃）：系统温度DN降A低，引物 与DNA模板结合，形成局部__双__链____。
真核细胞的cDNA的获取
非编码区 基因 启动子
不含非编码 序列。即不 含非编码区 和内含子
编码区
非编码区
转录 剪接 逆转录 复制
终止子
RNA聚合酶 mRNA前体
剪接有关的酶 mRNA
逆转录酶 单链DNA
DNA聚合酶 cDNA8基因组DNA与cDNA的比较类型
大小 基因中启动子（具有启 动作用的DNA片段）cDNA 小无基因组 大
有
基因中内含子(位于编码
蛋白质序列的非编码
无
有
DNA片段）
基因多少
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
物种间的基因交流
可以
部的基因的有关信息，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 达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
成的目的基因含内含 子、启动子和终止子 吗？
18
人工合成法（真核生物）
反转录法
化学合成法
目的基因的信使RNA 肽链氨基酸序列
推测
单链DNA
信使RNA序列
推测
合成
基因的核苷酸序列
目的基因
合成
目的基因
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课堂小结1）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
与RNA聚合酶 结合位点 外显子
内含子
外显子：能编码蛋白质的序列
基 编码区
因
内含子：不能编码蛋白质的序列
结 非编码区 ：有调控作用,上游有RNA聚合
构
酶结合位点(念:
将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受 体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同 基因。