3.2基因工程的基本操作程序（第1课时）课件(共29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 （第1课时） 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。 普通棉花 转基因抗虫棉 从社会中来 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 苏云金杆菌 Bt蛋白基因 棉花细胞 （核心） 抗虫棉 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简要过程 （一)目的基因 1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。 主要指的是编码蛋白质的基因(也可以是一些具有调控作用的因子) 2实例： 抗逆性基因 生产药物基因 毒物降解基因 工业用酶基因 抗虫棉 产生胰岛素的基因 编码蛋白质的基因 产生果胶酶的基因 一 第一步：目的基因的筛选与获取 基因1 基因2 基因3 DNA片段 放大 基因通常是 。 非编码区 非编码区 编码区 能转录相应的mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质的DNA区段 不直接编码蛋白质，能调控基因表达 不直接编码蛋白质，能调控基因表达 知识拓展 ：基因的结构 有遗传效应的DNA片段 ———通常能编码特定的蛋白质 在人类基因组中，非编码区占比超过98%，远超编码区（约2%） 1、原核细胞的基因结构 编码区（基因） 非编码区 非编码区 启动子 终止子 编码区上游 编码区下游 2、真核细胞的基因结构 启动子 前体mRNA 转录 成熟mRNA 汉水丑生侯伟作品 终止子 编码区上游 编码区下游 剪切、拼接 外显子 内含子 编码区（基因） 非编码区 非编码区 1 较为有效的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。 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。 (二)目的基因的筛选 【资料1】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。 当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。 1.Bt抗虫蛋白的抗虫原理？ 2.抗虫棉中的Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害？ Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性受体，因此，Bt抗虫蛋白不会对人畜产生上述影响。 序列比对工具 利用测序技术、序列数据库（如GenBank）、序列对比工具（如BLAST）等，找到合适的目的基因 测序技术 DNA测序仪 核苷酸序列比对 氨基酸序列比对 序列数据库 美国国家生物信息中心 测定核酸和蛋白质序列 以碱基顺序或氨基酸残基顺序为基本内容的分子生物信息数据库 把感兴趣的序列跟已经存在的序列数据库进行比较的工具。通过比对识别相关的序列，从而能获得目的基因和蛋白质的功能。 2 认识基因结构和功能的技术方法： 苏云金杆菌 Bt基因 ？ 大量Bt基因 提取 (三)利用PCR获取和扩增目的基因 全称： 原理： 操作环境： 目的： 优点： 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 可以在短时间内大量扩增目的基因 PCR由穆里斯等人于1985年发明，1993年获得诺贝尔化学奖 PCR扩增仪 1 PCR的概念： 模拟细胞内DNA的复制过程，在体外快速扩增特定的DNA片段。 模板： 原料： 能量： 酶： DNA的两条母链 4种游离的脱氧核苷酸 ③复制特点: ①边解旋边复制 碱基互补配对原则 （保证复制的准确进行） ①条件 ②复制原则: 要点回顾 ：体内DNA复制 ATP ②半 ... ...