3.2基因工程的基本操作程序 课件(共91张PPT2个视频)-2025-2026学年高二下学期《生物》（人教版）选必修3

(课件网) 第3章 3.2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有哪些？ 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。你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗？ 从社会中来 培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？ 转基因抗虫棉(使棉铃虫死亡，左)与非转基因抗虫棉(右) 基因工程的基本操作程序 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 前提 核心 关键 保证 有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用。 载体进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。 才能确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传和正确表达。 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 1.目的基因 一、目的基因的筛选与获取 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 2.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) 一、目的基因的筛选与获取 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。 实例： Bt抗虫蛋白基因（Bt基因）的筛选过程 苏云金杆菌（Bt）制成的生物杀虫剂广泛用于防治棉花虫害 对Bt基因的表达产物-Bt抗虫蛋白有较为深入的了解：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 苏云金杆菌的杀虫作用与Bt基因有关 掌握了Bt基因的序列信息 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 Bt抗虫蛋白的抗虫原理：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。 思考：Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害？ 一、目的基因的筛选与获取 一、目的基因的筛选与获取 3.目的基因的获取的方法 （1）人工合成 （2）利用PCR获取和扩增目的基因（常用） （3）从基因文库中获取 （1）人工合成 在我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家采用的是人工合成的方法。 DNA合成仪 转基因抗虫棉 在已知目的基因核苷酸序列且基因较小的情况下，利用DNA合成仪自动合成 一、目的基因的筛选与获取 3.目的基因的获取 PCR的概念: 01 （2）利用PCR获取和扩增目的基因 PCR由穆里斯等人于1985年发明，为此，穆里斯于1993年获得诺贝尔化学奖。 一、目的基因的筛选与获取 3.目的基因的获取 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。 PCR扩增仪 DNA复制的基本条件 参与的组分 在DNA复制中的作用 解旋酶 （体外用高温） 打开DNA双链 DNA母链 提供DNA复制的模板 4种游离的脱氧核苷酸 合成子链的原料 DNA聚合酶 催化合成DNA子链 引物 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 一、目的基因的筛选与获取 一、目的基因的筛选与获取 PCR反应体系需要的条件 ①稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+） ③四种脱氧核苷酸（或四种dNTP：dATP、dTTP、dGTP、dCTP） 真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。 ②DNA模板（需含有目的基因） ④耐高 ... ...