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课件网) 3.2 基因工程的基本操作程序 你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗？ 培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤呢？ 培育转基因抗虫棉的四个步骤： 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 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 一、第一步：目的基因的筛选与获取（P76） 1.目的基因 ⑴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就是目的基因。 如：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基因。 主要是编码特定蛋白质的基因， 也可以是具有调控作用的因子。 Bt抗虫蛋白基因，简称Bt基因 Bt抗虫蛋白 使棉花抗虫 一、第一步：目的基因的筛选与获取（P76） 1.目的基因 ⑵实例： 培育转基因抗虫棉用到的Bt抗虫蛋白基因，简称Bt基因。 苏云金芽孢杆菌 产生 Bt 基因 伴胞晶体蛋白 （Bt抗虫蛋白） 表达 破坏鳞翅目昆虫的消化系统 杀死棉铃虫 导入 抗虫棉 培育 棉花细胞 一、第一步：目的基因的筛选与获取（P76） 2.筛选合适的目的基因 ①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。 ②利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。 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。 Q：筛选出来的目的基因如何获取？ 一、第一步：目的基因的筛选与获取（P76） 3.获取目的基因的方法 人工合成 从基因文库中获取 利用PCR获取和扩增目的基因 一、第一步：目的基因的筛选与获取（P76） 3.获取目的基因的方法 ⑴人工合成目的基因 ①前提：基因比较小、核苷酸序列已知 ②方法：通过DNA合成仪用化学方法直接合成 ⑵从基因文库中获取 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。 蛋白质的 氨基酸序列 mRNA的 核苷酸序列 基因的 核苷酸序列 目的基因 推测 推测 化学合成 DNA合成仪 基因组文库 部分基因文库（如cDNA文库） 生物材料 人工合成 获取目的基因 DNA cDNA 一定大小范围的DNA PCR mRNA 基因组文库 cDNA文库 基因文库 包括 限制酶 酶切 逆转录 导入受体菌中保存 一、第一步：目的基因的筛选与获取（P76） 3.获取目的基因的方法 ⑶利用PCR获取和扩增目的基因 ①概念： PCR是聚合酶链式反应的缩写。是一项根据DNA半保留复制的原理，通过在体外提供参与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。（穆里斯） Q：PCR需要什么条件呢？先回顾DNA的复制过程！ PCR扩增仪/PCR仪 参与的组分 在DNA复制中的作用 解旋酶 打开DNA双链 DNA母链 提供DNA复制的模板 4种脱氧核苷酸 合成DNA子链的原料 DNA聚合酶 催化合成DNA子链 ATP 为合成DNA子链供能 引物 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 体内DNA复制所需的基本条件 Q：体外复制怎么改进？ 参与的组分 在DNA复制中的作用 解旋酶 打开DNA双链 DNA母链 提供DNA复制的模板 4种脱氧核苷酸 合成DNA子链的原料 DNA聚合酶 催化合成DNA子链 ATP 为合成DNA子链供能 引物 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 体内DNA复制所需的基本条件 体外用 高温代替 体外用耐高温的DNA聚合酶 一般为DNA单链 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。用于PCR的引物长度通常为20 30个核 ... ...
