3.2.1 基因工程的基本操作程序(课件共50张PPT)

(课件网) 一条小虫引发的科技大战 —中国农科院棉花研究所开发抗虫棉纪实 普通棉花 转基因抗虫棉 培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤 第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序 与载体拼接 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 抗虫棉 （有抗虫特性） 导入 抗虫基因 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 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的 检测与鉴定 基因工程 目录 /CONTENTS 01 02 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 03 将目的基因导入受体细胞 04 目的基因的检测与鉴定 (1)概念： 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 表达产物等的基因。 (2)实例： 与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。 主要指的是编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。 1、目的基因 资料：苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴胞晶体蛋白（Bt抗虫蛋白），破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。 科学家将“杀虫基因”转入棉花中，棉花产生Bt 抗虫蛋白抵抗虫害。 目的基因 那么，如何筛选目的基因呢？ 筛选方法 从相关的 已知结构 和功能清晰 的基因中进行筛选 已知结构 科学家掌握了Bt基因的序列信息 功能清晰 Bt抗虫蛋白只在某类昆虫肠道的碱性环境中才表现出毒性，对人和牲畜无影响 2、目的基因的筛选 一、目的基因的筛选和获取2、目的基因的筛选：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。DNA测序仪明确了目的基因后，该怎么获得它 序列数据库（如GenBank）核苷酸序列比对氨基酸序列比对序列比对工具（如BLAST）课本P96基于网络数据分析基因和蛋白质的序列信息01目的基因的筛选和获取（1）人工合成3、目的基因的获取在我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家采用的是人工合成的方法。前提：方法：基因比较小、核苷酸序列已知通过DNA合成仪用化学方法直接合成DNA合成仪转基因抗虫棉一、目的基因的mRNA 单链DNA (cDNA） 双链DNA (即目的基因) 逆转录 合成 逆转录法： 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。 蛋白质的氨基酸序列 mRNA的核苷酸序列 结构基因的核苷酸序列 目的基因 推测 推测 化学合成 人工化学合成法 ： （1）人工合成目的基因（在DNA合成仪中合成） 根据已知的氨基酸序列合成DNA 基因比较小，核苷酸序列已知 01目的基因的筛选和获取苏云金杆菌Bt基因？快速获得大量Bt基因PCR———聚合酶链式反应原理：DNA半保留复制，即在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。提取（2）利用PCR获取和扩增目的基因3、目的基因的获取PCR由穆里斯等人于1985年发明，为此，穆里斯于1993年获得诺贝尔化学奖。一、01目的基因的筛选和获取体内DNA复制参与的组分在DNA复制中的作用打开DNA双链提供DNA复制的模板合成子链的原料催化合成DNA子链使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸解旋酶DNA母链4种脱氧核苷酸DNA聚合酶引物（通常为小的短单链核酸）一、01目的基因的筛选和获取思考：1.结合体内DNA复制过程，思考PCR的进行需要哪些条件？体内DNA复制参与的组分在DNA复制中的作用PCR中参与的组分打开DNA双链提供DNA复制的模板合成子链的原料催化合成DNA子链使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸解旋酶DNA母链4种脱氧核苷酸DNA聚合酶引物（通常为小的短单链核酸）无需解旋酶，用高温代替DNA（目的基因）模板4种脱氧核苷酸(dNTP)耐高温的DNA聚合酶(Taq酶）引物（通常为小的短单链核酸）反应还需要其它 ... ...