导图社区 基因工程的基本操作程序
高中选择性必修三基因工程的基本操作程序,讲述了目的基因的筛选与获取、将目的基因导入受体细胞、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定。
生物群落 :相同时间聚集在同一区域或环境内各种生物种群的集合。它虽由植物、动物、和微生物等各种生物有机体构成,但仍是一个具有一定成分和外貌比较一致的组合体。一个群落中不同种群不是杂乱无章地散布,而是有序协调的生活在一起。生物群落的基本特征包括群落中物种的多样性、群落的生长形式(如森林、灌丛、草地、沼泽等)和结构(空间结构、时间组配和种类结构)、优势种(群落中以其体大、数多或活动性强而对群落的特性起决定作用的物种)、相对丰盛度(群落中不同物种的相对比例)、营养结构等
高中化学选择性必修2晶体(图源自网上),主要内容有物质聚集状态与晶体常识、配合物与超分子、晶体分类、晶体提取方法。
高中选择性必修一免疫调节,知识内容有组成、功能、特异性免疫、免疫失调、免疫学应用等,结构型知识框架方便学习理解!
社区模板帮助中心,点此进入>>
《老人与海》思维导图
《傅雷家书》思维导图
《阿房宫赋》思维导图
《西游记》思维导图
《水浒传》思维导图
《茶馆》思维导图
《朝花夕拾》篇目思维导图
英语词性
生物必修一
高中物理知识点思维导图
基因工程的基本操作程序
目的基因的筛选与获取
筛选合适的目的基因
目的基因
在基因工程的设计和操作中,用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等基因
根据不同的需要目的基因不同,它主要是指编码蛋白质的基因
生物抗逆性
生产药物
毒物降解
工业用酶
方法
从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选
利用基因文库
基因组文库
部分基因文库( cDNA文库)
利用PCR获取和扩增目的基因
关于PCR
意义:聚合酶链式反应
用于合成目的基因
方法:DNA合成仪,用化学方法直接合成目的基因
前提
基因比较小
核苷酸序列已知
原理: DNA半保留复制
操作环境:体外( PCR扩增仪)
优点:短时间大量扩增目的基因
参与的组分
(1) 解旋酶(体外用高温代替):打开DNA双链(断氢键)
(2) DNA母链:提供DNA复制的模板
(3) 4种脱氧核苷酸:合成DNA子链的原料
(4) DNA聚合酶(Taq酶,耐高温):催化合成DNA子链
(5) 引物
作用:使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 结合在母链3'端
设计要求
1| 两种引物不可互补配对
2| 一种引物如果较长, 不可以自身环化配对
3| 不宜过短,防止引物随机结合
需要两种引物原因: DNA反向平行双链, DNA聚合酶 只可从引物3'端延伸,用两种引物 可确保DNA两条链同时扩增
(6) 缓冲液
主要成分:二价镁离子
作用:激活真核细胞和细菌的DNA聚合酶
PCI反应过程
变性
温度
一般超过90℃
温度高低由碱基对决定 CG多温度高,AT多温度低
双链DNA解聚为单链
复性
温度下降到50℃左右
两种引物通过碱基互补配对 与两条单链DNA结合
延伸
温度上升到72℃左右
4种脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则 合成新DNA链
相关物质量计算:一个DNA分子,一对引物(A与B) 通过PCR扩增n次
1| 子代DNA个数:2ⁿ
2| 子代DNA分子中含模板链DNA分子:2个
3| 子代DNA分子含有目的基因个数2ⁿ-2n
4| 子代DNA分子含有非目的基因 DNA分子:2n
5| 子代DNA分子中含引物A或B的分子数:2ⁿ-1
6| 复制过程中共需要引物个数:2ⁿ×2-2
7| 第n次复制需要引物:2ⁿ
8| 第几次复制出现等长目的基因片段:3
9| 不含引物A或B的DNA分子数:1
鉴定产物方法:琼脂糖凝胶电泳
原理: DNA的热变性(30次)
方法步骤
PCR扩增
1| 移液
2| 离心
3| 反应
电泳鉴定DNA
1| 配置琼脂糖溶液(加入适量核酸染料, 便于最后观察)
2| 制备凝胶
3| 加样
4| 电泳
5| 观察记录
不成功的原因
1| 漏加PCR反应成分
2| 各反应成分用量不当
3| PCI程序设置不当
电泳时不止一条条带
1| 引物设计不合理,与非目的序列有同源性 或易形成二聚体(两种引物结合所形成的双链)
2| 退火温度过低
3| DNA聚合酶质量不好
不需目的基因的序列完全已知,只需知头和尾用来制取引物
基因表达载体的构建
目的:让目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代
基因载体
组成
启动子和终止子(驱动或停止)
不同于启动密码子和终止密码子
目的基因(插入启动子和终止子之间)
标记基因
便于粗略筛选重组DNA分子
常用抗生素抗性基因
复制原点
构建的注意事项
用双酶切:防止目的基因,质粒自环化 及目的基因与载体反向连接
目的基因-载体连接物正向或反向连接
载体-载体连接物
目的基因-目的基因连接物
目的基因的检测与鉴定
分子水平
是否插入目的基因
PCR技术检测
过程
提取DNA
PC R技术操作
电泳
检测是否有扩增的目的基因
DNA分子杂交技术检测
原理:碱基互补配对原则
样本DNA提取(限制酶切)
电泳分离
标记RNA或DNA探针加入杂交
洗去未结合探针
探针特点
有放射性
与目的基因互补
可是DNA也可是RNA
放射自显影(有杂交带说明成功插入)
目的基因是否转录出mRNA
提取RNA
逆转录cDNA
PCR扩增(观察是否扩增) (扩增则成功)
分子杂交
加入探针
放射性检验
目的基因是否翻译成相应蛋白
原理:抗原抗体特异性结合
过程:抗原抗体杂交(外加抗体)
个体生物水平(对抗虫抗病活性鉴定)
将目的基因导入受体细胞
导入植物细胞
花粉管通道法
1| 用微量注射器将含目的基因的 DNA溶液直接注入子房中
2| 在植物受粉后,一定时间内减去柱头, 将DNA溶液滴加在花柱切面上, 使目的基因戒除花粉管通道进入胚囊
农杆菌转化法
受体
双子叶植物
裸子植物
载体: Ti质粒(T-DNA)
两次插入 两次导入
具体方法
将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养 筛选转化细胞,再生成植株
受体:体细胞
需植物组织培养
将花序直接浸没在含农杆菌的溶液中一段时间 培养植株并获得种子,再进行筛选鉴定
受体:受精卵
不需植物组织培养
防止花粉因风媒传粉而造成基因污染: 把基因转入到细胞质基因如线粒体基因中
导入动物细胞
受体细胞:受精卵(更易体现全能性)
过程(体外)
显微注射法
构建基因表达载体并提纯
显微注射把载体注入受精卵
早期胚胎培养
胚胎移植
获得新性状的动物
病毒侵染法
慢病毒载体或腺病毒载体
用病毒DNA和目的基因构建载体
导入微生物细胞
受体细胞:原核生物(大肠杆菌最广泛)
原核生物做受体细胞优点: 繁殖快,单细胞遗传物质少,易培养
过程:钙离子处理法
钙离子处理大肠杆菌(增加细胞壁通透性)
使细胞处于可吸收周围环境DNA分子的状态 (感受态细胞)
重组基因导入