3.2基因工程的基本操作程序（第一课时）课件（共24张PPT、含1份视频） 2024-2025学年人教版（2019）高中生物学选择性必修3

(课件网) 3.2 基因工程的基本操作程序 Bt基因 Bt抗虫蛋白 表达 与表面受体结合 细胞膜穿孔 破坏细胞渗透平衡 最终导致昆虫停止取食而死亡 昆虫肠上皮细胞 传统的杂交育种方法可以培养出抗虫棉吗？ × 导入 棉花细胞 培育 抗虫棉 基因工程 培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤 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 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的 检测与鉴定 定义： 在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状的或获得预期表达产物的基因。 目的基因 受体细胞 目的基因主要是指编码蛋白质的基因 抗逆性基因 生产药物基因 毒物降解基因 工业用酶基因 一、目的基因的筛选与获取 （一）目的基因 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 （二）目的基因的筛选 ①序列数据库，如美国国家生物信息中心GenBank ②序列对比工具（如BLAST) （三）目的基因的获取 2.人工合成目的基因 3.利用PCR获取和扩增目的基因 1.从基因文库中获取 2.利用PCR获取和扩增目的基因 PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，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。 （1）PCR的概念： 中文全称 聚合酶链式反应 DNA半保留复制 体外（PCR扩增仪/PCR仪） 对目的基因的核苷酸序列进行大量复制 原理 操作环境 目的 PCR扩增仪 体内DNA复制条件 在DNA复制中的作用 PCR反应条件 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 打开DNA双链 催化合成DNA子链 使DNA聚合酶能够从引物3′端连接脱氧核苷酸 两条DNA母链 4种脱氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 小段单链RNA分子（引物） 两条DNA母链 4种脱氧核苷酸 高温条件（90℃以上） 耐高温的DNA聚合酶 人工合成的小段单链DNA分子（引物） 稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。 （2）PCR反应条件： （2）PCR反应过程： 1）变性： 当温度上升到_____以上时， 断裂，双链DNA解聚为两条 。 氢键 单链DNA 待扩增的DNA片段 第一步：变性 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 变性 90℃ 思考：变性的温度为何是90℃以上的一个温度范围，而不是95℃？ 因为变性的温度与氢键的数量有关。当氢键数量越多时，所需温度就越高；反之，当氢键数量越少时，所需温度也就越低。 2）复性： 当温度下降到50℃左右时，两种引物通 过 与两条单链DNA结合。 第二步：复性 引物1 引物2 DNA引物 3’ 5’ 3’ 5’ 碱基互补配对 5’ 5’ 思考：什么是引物？为什么需要引物？引物结合在模板链的什么位置？ ①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。 ②因为Taq酶不能从0开始添加核苷酸。 ③引物结合在DNA模板链 3'端位置，引导子链从 5'端→3'端方向复制。 3’ 3’ 活动1. 根据查询的Bt基因编码链序列，尝试设计引物。小组内合作讨论完成 要求：1.写出互补链的碱基序列，并注明方向。 2.从①－④中选择2个合适的位置设计引物，写出引物的部分序列，并注明方向。 5’ATG …… ATC GAG ACC GGT …… TAA 3’ 3’TAC …… TAG CTC TGG CCA …… ATT 5’ ① ② ③ ④ 3’… ATT 5’ 5’ATG… 3’ 【例1】下图是某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)，都不合理，请分别说明理由。 第1组： ； 第2组： 。 引物Ⅰ和引物Ⅱ会因局部发生碱基互补配对而失效 引物Ⅰ′自身折叠后会因出现局部碱基互补配对而失效 思考：引物设计的原则有哪些？ Ⅰ.引物长度要适宜： 一般在20-30碱基之间。过长会导致其 ... ...