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课件网) 3.2 基因工程的基本操作程序 3. 基因工程 知识拓展 什么是基因 基因通常是有遗传效应的DNA片段 基因定义： 基因片段 非基因片段 原核生物的基因结构 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游：启动子 编码蛋白质，连续不间断 编码区下游：终止子 真核生物的基因结构 非编码区 编码区 非编码区 外显子：编码蛋白质 内含子：不编码蛋白质 初级转录产物 成熟mRNA 剪接 mRNA 逆转录 cDNA 无剪接过程 苏云金杆菌 与载体拼接 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 抗虫棉 提取 表达Bt基因 导入 Bt基因 重组DNA分子 培育转基因抗虫棉的简要过程 从社会中来 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 目的基因 受体细胞 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 第一步：目的基因的筛选与获取 一、目的基因 （1）概念： 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因； 与生物抗逆性、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。（Bt抗虫蛋白基因）。 主要是编码特定蛋白质的基因 （2）实例： 如何筛选目的基因 用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂，广泛用于防治棉花虫害已有多年历史 苏云金杆菌的杀虫作用与Bt基因有关 掌握了Bt基因的序列信息 对Bt基因的表达产物--对Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 二、筛选合适的目的基因 第一步：目的基因的筛选与获取 方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。 二、筛选合适的目的基因 DNA测序仪 核苷酸序列比对 氨基酸序列比对 美国国家生物信息中心 第一步：目的基因的筛选与获取 随着测序技术的发展，以及序列数据库（如GenBank）、序列比对工具（如BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，为科学家找到合适的目的基因提供更多机会和可能。 目的基因如何获取 第一步：目的基因的筛选与获取 三、目的基因的获取 方法： 1.人工合成 2. PCR获取和扩增目的基因 3. 构建基因文库（p82） 基因组文库 cDNA文库 基因文库：把某种生物基因DNA通过酶切获得大量DNA片段，然后将这些片段与载体连接，再转入受体菌中，这样整个菌群克隆就包含该生物的全部基因片段，称为基因文库。 资料:如图是利用PCR技术筛选和扩增目的基因的图解。 第一步：目的基因的筛选与获取 三、利用PCR获取和扩增目的基因 (1)PCR模拟了细胞内的哪一生理过程 提示:DNA分子的复制。 (2)什么是引物 提示:引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。 (3)引物的作用是什么 引物为什么是两种 提示:使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。DNA两条反向平行的单链都可作为模板且碱基序列不同。 (4)PCR过程中两种引物的碱基序列能否互补 说明理由。 提示:不能。因为两种引物分别与两条DNA单链的3′端互补结合,如果两种引物的碱基序列互补那么会影响引物与DNA单链的结合。 (5)PCR过程中需要解旋酶吗 所需要的DNA聚合酶应具有什么特点 提示:PCR过程中,DNA双链解开是在高温下完成的,不需要解旋酶;由于PCR过程温度较高,所以需要能耐高温的DNA聚合酶。 (6)PCR扩增目的基因需要知道目的基因的全部核苷酸序列吗 提示:不需要,只要知道目的基因两端的部分核苷酸序列即可 (以便根据这部分序列合成两种引物)。 (7)某同学认为PCR过程不同的DNA片段变性时温度是不同的,你认为他的说法正确吗 说明你的理由。 提示:正确。变性目的是通过升高温度破坏氢键,将DNA分子双链变成单链,不同片段的DNA分子中氢键的数量不同导致稳定性不同,因此所需的温度不同。 (8)复性温度的设定与引物长度、碱基组成有关,假设引物的长度相同,在GC含量高时,对复性温度的设定有什么要求 说明理由。 提示:在 ... ...
