3.2基因工程的基本操作程序-高中生物学人教版（2019）选择性必修三(课件共44张PPT)

(课件网) 3.2基因工程的基本操作程序 04 第四步：目的 基因的检测与 鉴定 01 第一步：目的 基因的筛选与 获取 02 第二步：基因 表达载体的构 建 03 第三步：将目 的基因导入受 体细胞 目录/CONTENTS 1997年，我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到2015年，我国 已育成转基因抗虫棉新品种100多个，减少农药用量40万吨，增收节支社会 经济效益450亿元。你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗 科学家将苏云金杆菌的“杀虫基因” ———Bt抗虫蛋白基因转到棉花里， 让棉花也能产生Bt抗虫蛋白(苏云金杆菌伴胞晶体蛋白)———破坏鳞翅目 昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。 01 课堂导入 我国是棉花的生产和消费大国。棉花在种 植的过程中，常常会受到一些害虫的侵袭，其 中以棉铃虫最为常见。棉铃虫可以使棉花产量 减少三分之一，严重时，甚至能使一片棉田绝 收。大量施用农药杀虫，不仅会提高生产成本， 还可能造成农产品和环境的污染。 转基因抗虫棉(使棉铃虫死亡， 左)与非转基因抗虫棉(右) 普通棉花 (无抗虫特性) 导入 3.将目的基因 导入受体细胞 4.目的基因的 检测与鉴定 课堂导入 苏云金杆菌 与载体拼接 2.基因表达 载体的构建 棉花细胞 (含抗虫基因) 1.目的基因的 筛选与获取 (含有并表达抗虫基因) 重组DNA 分子 提取 Part 01 第一步：目的基因 的筛选与获取 掌握了Bt基因的序列信息 Bt蛋白分解为多肽后，与害虫肠上皮细胞的特异性受 体结合，导致细胞膜穿孔，造成害虫死亡。 Bt蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才表现出毒 性，人和牲畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性 受体。 第一步：目的基因的筛选与获取 主要指编码蛋白质的基因。 从相关已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。 目的基因用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。 Bt基因是 培育转基 因抗虫棉 较为合适 的目的基 因 用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂，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 第一步：目的基因的筛选与获取 筛选目的基因最有效的方法之一是从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。 随着测序技术的发展，以及序列数据库(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，为找到合适的目的基因提供 了更多的机会和可能。 实例： 苏云金杆菌制剂可防治棉花虫害 苏云金杆菌的杀虫作用于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-Bt 抗虫蛋白 有较为深入的了解 Bt基因是培育转基因 抗虫棉较为合适的目 的基因 获取目的基因的方法： [基因组文库(某生物全部基因) 部分基因文库(主要是cDNA文库) ②人工合成 前 提 ：基因比较小、核苷酸序列已知 方法：通过DNA合成仪用化学方法直接合成 ③利用PCR获取和扩增目的基因 第一步：目的基因的筛选与获取 ①从基因文库中获取 (1)特点： 半保留复制、边解旋边复制 模 板 ：DNA的两条链 (2)条件： 原 料 ：4种游离的脱氧核苷酸 能量：ATP 酶 ：DNA 解旋酶、DNA 聚合酶等 5’ DNA 聚合酶 解旋酶 四种脱氧核苷酸 5’ (3)复制原则：碱基互补配对原则( A与T、C 与G 配对保证复制的准确进行) DNA的 复 制 子链(新合成的链) 3’ 母链(模板链) 5’ 01 3’ 只能从57一端→3'—端延伸，细胞内有RNA 引物结合到模板3′一端引发子链的延伸 DNA的复制 5'端到3'端 D N A 聚 合 酶 4种脱氧核苷酸 (dNTP) 温度上升到90℃以上，双链DNA 解聚 为单链 当温度下降到50℃左右时，两种引物 通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合。 温度上升到72℃左右时，溶液中的4 种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶 的作用下合成新的DNA链。 利用PCR 获取和扩增目 ... ...