3.2 基因工程的基本操作程序 第1课时(共35张PPT，含2个视频) 2024-2025学年人教版高中生物学选择性必修3

(课件网) 第2节 基因工程的 基本操作程序 第1课时 能说出基因工程的基本操作程序。 能说出目的基因筛选与获取的常用方法。 能阐明PCR技术的原理、条件、过程。 普通棉花 转基因抗虫棉 将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因转入普通棉花 如何能培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种呢？ 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 从社会中来 培育转基因抗虫棉的简要过程 苏云金杆菌 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 与载体拼接 重组DNA分子 1.目的基因的筛选与获取（前提） 2.基因表达载体的构建 （核心） 3.将目的基因导入受体细胞（关键） 4.目的基因的检测与鉴定（保证） Bt基因 从社会中来 一、目的基因的筛选与获取 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就是目的基因。根据需求的不同，目的基因也不同，主要指编码蛋白质的基因，如遇生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。 抗逆性、毒物降解等 生产药物、工业用酶 重组人胰岛素注射液 转基因番木瓜 它可以抵御番木瓜环斑病毒 转基因抗虫棉 1.目的基因 苏云金杆菌 制成 杀虫剂 掌握目的基因的功能 掌握目的基因的结构 防治棉花害虫 发现杀虫作用与Bt基因有关 掌握Bt基因的序列 深入了解Bt基因的表达产物(Bt抗虫蛋白) Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 2. 获取目的基因常用的方法 ①从生物组织中直接获取 ②从基因文库中获取 ③人工合成 ④利用PCR获取和扩增目的基因 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 基因组文库（某生物全部基因） 部分基因文库（主要是cDNA文库） 前提： 方法： 基因文库的类型 基因组文库 部分基因文库（主要是cDNA文库） 基因组文库的构建 提取某生物 全部DNA 用适当 限制酶切割 许 多 DNA片段 该生物 基因组文库 每个受体菌含有一段不同的DNA片段 与载体连接 导入受体菌群 含有某种生物全部基因片段的重组DNA的克隆群体 ②从基因文库中获取 含有某种生物部分基因片段的重组DNA的克隆群体。 cDNA文库的构建———mRNA逆转录形成 mRNA 杂交双链 单链DNA 双链cDNA (cDNA) 该生物 cDNA文库 基因组文库中的基因含有启动子、终止子、内含子， cDNA文库中的基因不含以上结构。 与载体连接 导入受体菌群 逆转录酶 核酸酶H DNA聚合酶 某一发育时期 质粒 质粒 cDNA片段 逆转录酶 导入细菌中 逆转录 cDNA mRNA cDNA文库 细胞 基因组DNA 质粒 质粒 DNA片段 导入细菌中 基因组文库 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 基因中启动子 基因中内含子 基因多少 物种间基因交流 小 大 无 有 无 有 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 可以 部分基因可以 ④利用PCR获取和扩增目的基因 PCR扩增仪 苏云金杆菌 Bt基因 ？ 快速获得大量Bt基因 提取 1.说出PCR的概念、原理、目的、优点。 2.结合体内DNA复制过程，思考PCR的进行需要哪些条件？所需设备是什么？ 3.构建出PCR的大致过程；PCR扩增为什么需要引物？ 4.如何对产物进行鉴定？PCR技术与DNA复制过程有哪些异同？ 请同学们自主阅读教材P77-79，小组合作思考讨论完成问题。 二、PCR PCR扩增 （聚合酶链式反应） 根据DNA半保留复制的原理，在体外（PCR扩增仪）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。 原理 操作环境 缓冲溶液、DNA模板、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、与两条模板链结合的2种引物。 目的及优点：可在短时间内大 ... ...