第3章第2节基因工程的基本操作程序 课件（共92张PPT1个视频）2024-2025学年人教版（2019）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 基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？ 基因工程操作的每一步涉及的技术和方法有哪些？ 本节聚焦 1 2 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。你知道转基因抗虫棉的机制是什么吗？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？ 【从社会中来】 转基因抗虫棉与普通棉花 提示：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，将该细菌的“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。 Bt抗虫蛋白基因、简称Bt基因 苏云金杆菌 与载体拼接 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 【从社会中来】 基因工程的一般操作程序主要包括四个步骤：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。 基因工程的基本操作程序 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 前提 核心 关键 保证 4 3 2 1 目 录 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 定义：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。 根据不同的需要，目的基因不同，主要是指编码蛋白质的基因。 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 1.目的基因 第一步 目的基因的筛选与获取 从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选目的基因 科学家已经明确Bt基因的序列信息，也对Bt抗虫蛋白有深入了解 随着测序技术的发展，以及序列数据库（如GenBank）、序列比对工具（如BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知。 2.筛选合适的目的基因 第一步 目的基因的筛选与获取 （1）常用PCR特异性地快速扩增目的基因。 发明者：穆里斯； PCR是聚合酶链式反应的缩写； PCR的含义：依据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。 （2）还可以通过构建基因文库来获取目的基因。 （3）人工合成目的基因 3. 获取目的基因的方法 第一步 目的基因的筛选与获取 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，结合质粒导入受体菌群体中储存，这个受体菌群就是该生物的基因文库。 3. 获取目的基因的方法 （2）还可以通过构建基因文库来获取目的基因。 基因组文库 cDNA文库 某生物体内全部DNA 限制酶 与载体 连接导入 许多DNA片段 受体菌群体 某生物某时期的mRNA 逆转录等 与载体 连接导入 cDNA（互补DNA） 受体菌群体 在明确目的基因碱基序列的基础上，利用DNA合成仪自动化合成所需的DNA片段。 仅适用于较短的DNA，如：PCR引物、基因探针。 3. 获取目的基因的方法 （3）人工合成目的基因 3′ 5′ DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′-端，即子链的延伸方向是5 ′→3 ′。 由于DNA聚合酶不能将单个的核苷酸连接成链，因此子链合成需要引物（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）。 DNA聚合酶 3′ 5′ 模板链 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 ... ...