1.2基因工程的操作过程1
1.2基因工程基本操作顺序
DUCK179制作
总结：表达载体需由哪几部分组成 复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因 它们的作用是？ 它们的作用是？
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三、目的基因导入受体细胞
哪些细胞可以作为目的基因的受体？ 哪些细胞可以作为目的基因的受体？ 1、导入植物细胞常用的方法是什么？ 导入植物细胞常用的方法是什么？ 体过程是怎样的？ 具 体过程是怎样的？ 2、导入动物细胞常用的方法是什么？ 导入动物细胞常用的方法是什么？ 基本操作程序是怎样的？ 基本操作程序是怎样的？ 3、导入大肠杆菌的方法是怎样的？ 导入大肠杆菌的方法是怎样的？ 钙离子有什么作用？ 钙离子有什么作养而 储存基因
DUCK179制作②如何从基因中得到所需要的基因？ 如何从基因中得到所需要的基因？ 依据：目的基因的有关信息。 依据：目的基因的有关信息。 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 基因的转录产物 基因翻译产物蛋白质等特性。 基因翻译产物蛋白质等特性。
真核细胞的基因结构
外显子： 外显子：能编码蛋白质 编码区 的DNA序列 序列 间隔、不连续） （间隔、不连续） 内含子： 内含子：不能编码蛋白 质的DNA序列 质的 序列 真核细胞基因 非编码区： 非编码区：与原核生物具有相似功能的启 动子、 动子、终止子
复习: 复习:基因工程的基本操作步骤 提取目的基因， 提取目的基因， 目的基因与运载体结合， 目的基因与运载体结合， 将目的基因导入受体细胞， 将目的基因导入受体细胞， 目的基因的表达和检测 看课本P8的图 看课本P8的图
原核细胞的基因结构
RNA聚合酶的作用是催化 聚合酶的作用是催化DNA转录为 转录为RNA。 聚合酶的作用是催化 转录为 。 它能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。 它能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。 转录开始后， 聚合酶沿DNA分子移动，并 分子移动， 转录开始后，RNA聚合酶沿 聚合酶沿 分子移动 与DNA分子的一条链为模板合成 分子的一条链为模板合成RNA。 。 分子的一条链为模板合成
高中生物1.2基因工程的基本操作程序课件选修3
一二
农杆菌转化法分析
知识精要 典题例解 迁移应用
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
(1)完成基因表达载体的构建,需要限制性核酸内切酶和DNA连接 酶。 (2)基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌的常用方法是用Ca2+处理。 (3)目的基因能够在受体细胞内稳定维持和表达的关键是目的基因 插入受体细胞染色体DNA上。 (4)由受体细胞形成植株通常需要用到植物组织培养技术。
高中生物1.2基因工程的基本操作 程序课件选修3
目标导航 预习导引
1.简述基因工程原理及基本操作程序。 2.记住目的基因导入受体细胞的方法。 3.说出目的基因检测与鉴定的方法。
目标导航 预习导引 一 二 三 四
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、 基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检 测与鉴定。
目的基因表达
载体的提纯→ 取卵→显微注 射→受精卵发 育→获得具有 新性状的动物
Ca2+处理细胞→感 受态细胞→表达载 体与感受态细胞混
合→感受态细胞吸 收 DNA 分子
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
2.目的基因的检测与鉴定的方法比较
类型 检测内容
方法
判断指标
第一 分步 子 第二 检步 测 第三
合成的对象 DNA 分子
DNA 片段
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
联系
DNA 复制
PCR 技术
①模板:均需要脱氧核苷酸链作为模板 ②原料:均为四种脱氧核苷酸 ③酶:均需要 DNA 聚合酶进行催化 ④引物:均需要引物,使 DNA 聚合酶从引物的 3'端
开始连接脱氧核苷酸
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
人教版高中生物选修三1.2 基因工程的基本操作程序
1．2 基因工程的基本操作程序阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测和鉴定等步骤。
知识点一 目的基因的获取1.目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。
2.目的基因的获取方法 (1)从基因文库中获取①基因文库：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，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
②种类⎩⎪⎨⎪⎧基因组文库：包含一种生物所有的基因部分基因文库：包含一种生物的一部分基因③提取依据：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。
(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：短时间内大量扩增目的基因。
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：冷却至55～60 ℃，引物结合到互补DNA 链；第三步：加热至70～75 ℃，热稳定DNA 聚合酶(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)人工合成如果目的基因较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA 合成仪用化学方法人工合成。
1．cDNA 文库与基因组文库的区别2.PCR过程优点操作简单专一性强可在短时间内大量扩增目的基因专一性强，可产生自然界中不存在的新基因缺点工作量大、盲目性大、专一性差操作过程较麻烦，技术要求过高需要严格控制温度、技术要求高适用范围小1．下列有关获取目的基因的方法的叙述，错误的是()A．直接分离目的基因的方法的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性B．由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法C．目前人工合成基因的方法主要有两种，分别是反转录法和化学合成法D．PCR技术的原理是DNA复制，需要RNA聚合酶催化DNA合成[解析]选D。
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)
精选ppt
7
非编码区 启动子
编码区
非编码区 终止子
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。
精选ppt
8
非编码区 启动子
RNA聚合酶
编码区
非编码区
AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC
推测
目推的测基因
化学 合成
精选ppt
35
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36
3’ 55’’
引物Ⅰ
高温 变性
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
精选ppt
33
PCR技术
低温 退火 复性
加热 变性
PCR循环
精选ppt
延伸
34
蛋白质的氨基酸序列
mRNA的核苷酸序列
3、人工合成结构基因的核苷酸序列
用适当的限制酶酶切
一定大小的DNA片段
将DNA片段与运载体连法二：反转录法--cDNA的合成流程图 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
与运载体连接、利用PCR技术扩增目的基因
检测对象 目的基因是否导入
方法 DNA分子杂交法
分子水 平
目的基因是否转录
DNDAN-RAN分A子分杂子交杂法交法
目的基因是否翻译 抗原－抗体杂交法
1.2 基因工程的基本操作程序
内含子
（二）、获取目的库：： 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 体菌分 сангаас出三个以上的例子
非编码区 编码区 非编码区 编码区下游 终止子
编码区上游 启动子
知识点一：1.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
知识点一：2.真核细胞的基因结构
非编码区 编码区 非编码区
编码区上游
启动子
与RNA聚合酶 结合位点
编码区下游
终止子
外显子
④过程：a.目的基因DNA受热变性后解链为单链。 P10 b.引物与单链相应互补序列结合。 c.在DNA聚合酶作用下进行延伸。 d.重复循环多次。
高温变性（解旋为单链）
低温退火（引物与单链互补结合）
适温延伸（在Taq酶的作用下合成
与模板互补的DNA双链）
重复循环 （Taq酶：热稳定DNA聚合酶）
3、人工合成法：
2、将目的基因导入动物细胞 ①方法：显微注射法 ②程序：
P13
目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵） 显微注射 受精卵 →发育新性状动物
3、将目的基因导入微生物细胞
P13
①原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少 ②方法：
用Ca2+处理细胞 感受态细胞 达载体与感受态细胞混合 细胞吸收DNA分子
表 感受态
注意
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用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，DNA 连接酶，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键
③启动子、终止子对于目的基因表达必不可少
1.2基因工程的基本操作程序
B
）
练习
2）以下说法正确的是 （
C）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、基因控制的性状都能在后代表现出来
练习
3）不属于质粒被选为基因运载体的理由是
目前被较广泛提取使用的 目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、人胰岛素基因、 人干扰素基因、种子贮藏 蛋白基因、植物抗病基因 等。
取出DNA
用限制酶剪去 多余部分
限制酶
目的基因
提NA用限制酶切割为许多片段，再用运 载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只 要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因 工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成 功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。
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）
D、只要把目的基因导入受体细胞就会产 生相应的蛋白质
练习
6 ）基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计 施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行 碱基互补配对的步骤是 （C） A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
从苏云金芽苞杆菌中提取 抗虫基因 同一种限制 酶处理 从土壤农杆菌中提取带 有选择性标记的质粒 将土壤农杆菌与棉花 细胞混合培养 侵 染 植物组织培养 重组质粒将抗虫基因导 入棉花细胞并整合到棉 花的DNA上 获得抗虫棉 筛选
抗虫基因与质粒结合形成 重组质粒
将重组质粒导入土壤农杆菌
练习
1）基因工程依据的遗传学原理是（
高中生物选修3优质学案11：1.2 基因工程的基本操作程序
1.2 基因工程的基本操作程序【课标要求】①写出基因工程的四个操作步骤。
②解释基因文库、基因组文库、部分基因文库的区别与联系。
③分析基因工程四个步骤的原理、工具及具体的操作程序。
【考纲要求】基因工程的原理及技术（II）【学习重点】基因工程基本操作程序的四个步骤【学习难点】1、从基因文库中获取目的基因2、利用PCR技术扩增目的基因【自主学习】一．基因工程的基本操作程序：基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：、、、。
(一) 目的基因的获取1．目的基因：。
2．获取目的基因的方法(1) 从中获取目的基因：①基因文库：基因组文库：含有一种生物的基因②种类cDNA文库：含有一种生物的基因③目的基因的获取根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
(2)利用扩增目的基因：①PCR：是一项在生物体外核酸合成技术。
②原理：③条件：已知目的基因的序列。
④过程：目的基因DNA受热，与结合，然后在______ 的作用下进行，如此重复循环多次。
⑤方式：指数扩增=2n(n为扩增循环的次数)思考：PCR技术与DNA复制的异同点？(3)人工合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。
（1）反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。
（2）根据已知的氨基酸序列合成DNA法：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。
（二）基因表达载体的构建——基因工程的核心1．目的：2．表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。
（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的位于基因的，终止。
（3）标记基因的作用是：。
基因工程的基本操作程序
1.2基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取（三种方法）1.从基因文库中获取：（1）分类：①基因组文库：含有某种生物的全部基因；② cDNA文库：含有某种生物的部分基因（2）基因文库的构建过程：略（课本P10；注意两种文库的区别）2.PCR技术扩增目的基因（1）概念：短时间内在体外大量复制DNA的技术。
（2）原理：DNA双链复制（3）条件：模板、Taq酶、引物（单链DNA片段，能与模板链互补配对）、4种脱氧核苷酸（4）过程：变性→退火→延伸3.通过DNA合成仪用化学方法人工合成：目的基因比较小，核苷酸序列已知第二步：基因表达载体的构建（核心步骤）1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在和表达，并且可以遗传给下一代2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（+复制原点）（1）启动子（RNA聚合酶结合位点）：位于基因的首端，能驱动基因转录出mRNA（2）终止子：位于基因的尾端，终止转录①启动子和终止子位于DNA上；起始密码子和终止密码子位于mRNA上②真核生物的基因结构非编码区：不能转录出mRNA,但能调控基因的表达（含有启动子和终止子）基因外显子：转录出的mRNA能翻译出蛋白质编码区（原核生物的基因无外显子和内含子之分）（能转录形成mRNA）内含子：转录出的mRNA不能翻译出蛋白质（加工时被剪切）第三步：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.常用的转化方法：①导入植物细胞：主要是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等农杆菌能感染双子叶植物和裸子植物（植物受损伤时，伤口处细胞分泌大量酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞），农杆菌中Ti质粒的T-DNA能转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上②导入动物细胞：最常用的方法：显微注射技术。
受体细胞：受精卵③导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少最常用的原核细胞是大肠杆菌，方法：感受态法（Ca2+处理法，增强细胞壁的通透性）第四步：目的基因的检测与鉴定目的基因是否成功导入：DNA分子杂交技术（用到基因探针）分子水平目的基因是否成功转录出mRNA：分子杂交技术（从细胞中提取mRNA，用检测基因探针与其杂交，观察是否形成杂交带）目的基因是否成功翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术个体生物学水平鉴定：做抗虫、抗病接种实验；或将植物移栽至盐碱地；功能活性对比①基因探针：用放射性同位素标记含有目的基因的（单链）DNA片段②转基因实验成功的标志：成功表达出相关蛋白质和性状。
人教版高中生物选修三学案：1.2 基因工程的基本操作程序
1。
2 基因工程的基本操作程序【导学目标】1。
简述基因工程原理及基本操作程序。
2.尝试设计某一转基因生物的研制过程.【自主学习】基因工程的基本操作程序1。
的获取。
2．的构建.3．将目的基因导入。
4．目的基因的与鉴定.一、目的基因的获取1。
目的基因：主要是指编码蛋白质的，也可以是一些具有。
2．基因文库(1）基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
（2）基因文库的种类①基因组文库：含有一种生物的基因。
②部分基因文库：含有一种生物的基因。
3．获取目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因（2)利用PCR技术扩增目的基因①PCR的含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术.②过程：目的基因受热形成，与引物结合,在的作用下延伸形成DNA.③方式：指数扩增＝2n(n为扩增循环的次数).(3）人工合成法:若较小，序列已知,可以人工合成。
二、基因表达载体的构建1。
基因表达载体的组成2．基因表达载体的功能（1)使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以给下一代。
(2）使目的基因和发挥作用。
三、将目的基因导入受体细胞1.转化：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．导入植物细胞（1）方法：、基因枪法、花粉管通道法等。
（2）农杆菌的特点①易感染和裸子植物。
②Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞上。
3．导入动物细胞（1)常用方法: 技术. （2）常用受体细胞: .4．导入微生物细胞（1）原核生物特点:繁殖快、多为、遗传物质相对等。
（2)对受体细胞的常用处理方法：用处理细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（这种细胞称为）。
四、目的基因的检测与鉴定1。
检测方法(1) 技术:①检测转基因生物的上的目的基因；②检测目的基因是否转录出 .（2）抗原—抗体杂交技术:用于检测目的基因是否翻译成 .2．鉴定：鉴定、抗性鉴定等.思考交流1．利用PCR技术扩增目的基因时，需要提供哪些物质和条件?2．一般情况下，基因工程操作获得成功的标志是什么？正误判断1．基因工程操作程序中的核心步骤是基因表达载体的构建。
1.2 基因工程的基本操作程序
1.2 基因工程的基本操作程序
2008年11月1日闭 幕的东京国际花卉 博览会上，全球首 批真正的蓝玫瑰首 次在公众面前亮相。
英国《每日电讯报》10月31日报道，近年出 现在花卉市场上的蓝色玫瑰实际上是采用染色技术 培育而成的白玫瑰。这次花卉博览会上展出的才是 名副其实的蓝玫瑰。 这种蓝玫瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰 所含一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然 呈现蓝色。
④条件： 模板DNA；引物；四种脱氧核苷酸；
热稳定DNA聚合酶等。
⑤过程： 变性、复性、延伸三步曲
⑥结果： 2n
一、目的基因的获取
目的基因 （3）用化学方法直接人工合成 a、条件：基因比较小，序列已知。 b、过程：
1.基因的结构
（1）原核生物基因结构 非编码区 编码区 非编码区
…A‥………ATGTGCACGTAGTTA……… 启动子 终止子 …T‥………TACACGTGCATCAAT………
编码区上游 编码蛋白质 调控遗传信息的表达 （调控程序） 编码区下游
非编码区 启动子
RNA聚合酶
编码区
ATGTGCACGTAGTTA TACACGTGCATCAAT AUGUGCACGUAGUUA
氨基酸序列
合成 推测 推测
mRNA碱基序列
DNA碱基序列
目的基因 和生物体内真实DNA序列不同
课堂练习 1、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
一、目的基因的获取
2.获取目的基因的常用方法
（1）从自然界已有的物种中分离 （2）用人工的方法合成