3.2 基因工程的基本操作程序（第1课时）课件(共39张PPT1个视频)-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

(课件网) 第3章 基因工程 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 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 （核心） 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 第二节 基因工程的基本操作程序 一、目的基因的筛选与获取 （2）种类：编码蛋白质的基因（主），具有调控作用的因子（次） 1. 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 注意： 所有的基因都编码蛋白质或肽链。 不是 基因的种类一般分为结构基因、转录基因和调控基因。 结构基因的功能： 具有转录和翻译功能，能控制生物性状（编码蛋白质或肽链）。 转录基因的功能： 只有转录功能，没有翻译功能，能转录形成tRNA和rRNA。 调控基因的功能： 不能进行转录和翻译，只能调控其他基因的表达。 编码区： 非编码区： 原核基因 真核基因 编码区 非编码区： 能转录相应的mRNA，进一步能编码蛋白质的DNA序列 不编码蛋白质，含有能调控遗传信息表达的DNA序列 (如启动子、终止子等） 外显子： 内含子： 在细胞核转录出mRNA后，在翻译前被剪切掉 能转录相应的mRNA，进一步能编码出蛋白质的DNA序列 不编码蛋白质，含有能调控遗传信息表达的DNA序列 (如启动子、终止子等） 原核生物 真核生物 编码区（转录区） 非编码区 非编码区 启动子 启动子 终止子 终止子 外显子 内含子 （3）基因的结构 不能编码蛋白质的序列 = 非编码区 原核生物的基因： 不能编码蛋白质的序列 真核生物的基因： = 非编码区+内含子 原核细胞 真核细胞 不同点 编码区是 的 编码区是间隔的、 的 相同点 都由能够编码蛋白质的 和具有调控作用 的 区组成的 连续 不连续 编码区 非编码 【总结】原核细胞与真核细胞的基因结构比较 （2）实例：Bt 抗虫蛋白基因（Bt 基因）的筛选过程 用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂广泛用于防治棉花虫害 对Bt基因的表达产物Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解 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 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 （1）较为有效的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。 功能清晰 已知结构 2. 筛选合适的目的基因 （3）认识基因结构和功能的技术方法 测序技术→序列数据库（如GenBank）→序列对比工具（如BLAST） Q1：Bt抗虫蛋白的抗虫原理是什么？ 当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与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。 Q2：为什么Bt抗虫蛋白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。 Q3：明确了目的基因后，该怎么获得它呢？ 3. 获取目的基因的方法 （1）人工合成目的基因：（目的基因较小且全部序列已知） （2）从基因文库中获取 基因组文库 部分基因文库（如cDNA文库） （3）利用PCR获取和扩增目的基因 DNA合成仪 方法一：人工合成目的基因 ①前提： ②方法： 目的基因比较小、核苷酸全部序列已知 DNA合成仪→直接合成目的基因 Q3：化学合成法 （能/不能）合成自然界不存在的新基因，使生物产生新的性状以满足人类的要求。 不含；参与翻译的mRNA序列是由编码序列转录而来。 Q1：化学法合成的目的基因 （含/不含）内含子、启动子和终止子？ 多种；遗传密码具有简并性或一种氨基酸可能由多个密码子决定。 Q2：若是控制同一种蛋白质合成的目的基因，利用化学合成法合成的基因可能有 （一种/多种），理由是？ 能 （主要指cDNA文库） 基因文库 ... ...