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课件网) 3.2.1 基因工程的基本操作程序 本节聚焦： 1.基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？ 2.基因工程操作的每一步涉及的技术和方法 从社会中来 【资料1】我国是棉花的生产和消费大国。棉花在种植过程中，常常会受到一些害虫的侵袭，其中以棉铃虫最为常见。 【资料2】苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴孢晶体蛋白(Bt抗虫蛋白)，破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫,用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂广泛用于防治棉花虫害。 我们能否培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种呢？ 思考 00 从社会中来 【资料3】科学家通过实验，将苏云金杆菌的Bt抗虫基因(杀虫基因)转到棉花里，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。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。 请结合我们学习过的内容思考， 培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？ 思考 00 从社会中来 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 Bt基因 重组DNA分子 ④目的基因的检测与鉴定 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 00 基因工程的基本操作程序（4个步骤） 1 2 3 4 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 目的基因的筛选与获取 一、目的基因 （1）概念： 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因； 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。（Bt抗虫蛋白基因：转基因抗虫棉）。 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 （2）实例： 目的基因的筛选与获取 二、筛选合适的目的基因 方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。 DNA测序仪 核苷酸序列比对 氨基酸序列比对 美国国家生物信息中心 越来越多基因的功能和结构被分析。 目的基因的筛选与获取 三、目的基因的获取 方法：利用PCR获取和扩增目的基因 聚合酶链式反应，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。 概念 获取目的基因的三种方法： ①人工合成获取 ②从基因文库获取 ③通过PCR技术获取 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DNA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（通常为小的单链RNA） 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（通常为小的单链DNA） 反应还需要其它条件，如缓冲液（一般添加Mg2+）、和控温设备 目的基因的筛选与获取 目的基因的筛选与获取 三、目的基因的获取 过程 模板DNA 变性 复性 延伸 方法：利用PCR获取和扩增目的基因 5’ 5’ 3’ 3’ 95℃ 目的基因的筛选与获取 过程 95℃ 1.变性：加热至90～95℃，双链DNA间的氢键断裂，解旋为单链。 变性 复性 延伸 三、目的基因的获取 三、目的基因的获取 —利用PCR获取和扩增目的基因 5’ 3’ 5’ 3’ 使用耐高温的Taq酶保证高温条件下仍具有活性。 目的基因的筛选与获取 50℃ 引物1 引物2 DNA引物 2.复性：冷却至55～60℃，两条引物与单链DNA结合 过程 三、目的基因的获取 三、目的基因的获取 —利用PCR获取和扩增目的基因 变性 复性 延伸 5’ 3’ 5’ 3’ 引物结合在模板DNA链的3’端，新合成的子链方向为5’到3’。 目的基因的筛选与获取 过程 引物1 引物2 72℃ Taq酶 Taq酶 变性 复性 延 ... ...
