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课件网) 人教版（2019）选择性必修三 基因工程的基本操作程序 第3章 基因工程 1.简述目的基因的筛选和获取方法 2.简述PCR的原理、条件及过程 学习目标 从社会中来 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。 转基因抗虫棉(使棉铃虫死亡，左）与非转基因抗虫棉（右） 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？ 从社会中来 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。科学家通过实验，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。 这个“杀虫基因”就是培育转基因抗虫棉用到的目的基因———Bt抗虫蛋白基因，简称 Bt 基因 从社会中来 苏云金杆菌 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 提取 导入 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 （含抗虫基因） （含有并表达抗虫基因） 与载体拼接 目录 01 目的基因的筛选与获取 02 DNA片段的扩增及电泳鉴定 目的基因的筛选与获取 目的基因：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 主要指编码蛋白质的基因 目的基因的种类：根据需求的不同，目的基因也不同，如生物抗逆性、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因 如何筛选与获取目的基因呢？ 目的基因的筛选与获取 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，这也为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能。 从相关的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 目的基因的筛选与获取 一、获取目的基因的方法 1.通过化学方法直接人工合成目的基因 （1）基因比较小 （2）核苷酸序列已知的基因 2.通过构建基因文库获取目的基因 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入到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基因，称为基因文库。 DNA合成仪 目的基因的筛选与获取 基因文库种类 （1）基因组文库（包含一种生物的所有基因） （2）部分基因文库（只包含一种生物的部分基因，如cDNA文库） 【拓展】基因文库的构建过程 （1）基因组文库 （2）cDNA文库 某生物体全部DNA 某生物体发育的某个时期的mRNA 许多DNA片段 限制酶 与载体连接、导入 受体菌群体 受体菌群体 与载体连接、导入 cDNA 逆转录 目的基因的筛选与获取 3.利用PCR获取和扩增目的基因（常用） （1）全称：聚合酶链式反应 （2）原理：DNA的半保留复制（在体外大量复制目的基因的核苷酸序列） （3）原料：DNA模板、引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶 前提：已知目的基因或其上下游的核苷酸序列 苏云金杆菌 Bt基因 ？ 快速获得大量Bt基因 提取 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（长度通常为20 ~30个核苷酸） 目的基因的筛选与获取 【知识回顾】DNA的复制 （1）特点：半保留复制、边解旋边复制 （2）条件 模板：DNA的两条链 原料：4种游离的脱氧核苷酸 能量：ATP 酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等 （3）复制原则：碱基互补配对原则（A与T、C与G配对保证复制的准确进行） 目的基因的筛选与获取 目的基因的筛选与获取 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 ... ...
