3.2基因工程的基本操作程序课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序 授课：谢志强 QQ：408904041 抗虫棉 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有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。 从社会中来 转基因抗虫棉（使棉铃虫死亡，左）与非转基因抗虫棉（右） 培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：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。 第一步：目的基因的筛选与获取 1．目的基因概念 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。根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、生产药物、毒物降解、工业用酶等相关的基因。 Bt抗虫蛋白毒性机理 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 掌握了Bt基因的序列信息 对Bt基因的表达产物——Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解 苏云金杆菌的杀虫作用与Bt基因有关 用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂广泛用于防治棉花害虫已有多年历史 第一步：目的基因的筛选与获取 2．筛选合适的目的基因 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之一。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。 思考：科学家为什么筛选Bt基因作为转基因抗虫棉的目的基因？ 第一步：目的基因的筛选与获取 3．利用PCR获取和扩增目的基因 ⑴PCR概念 即聚合酶链式反应，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。 ⑵ PCR反应条件 ①反应环境：缓冲溶液，提供合适的酸碱度和某些离子（如Mg2+）。 ②DNA母链：含目的基因，提供DNA复制的模板。 ③引物：2种，使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，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。 ④原料：四种脱氧核苷酸。 ⑤酶：耐高温的DNA