3.2 基因工程的基本操作程序-【备课宝】2022-2023学年高二生物教学同步优质课件（人教版选择性2019必修3）

3.2 基因工程的基本操作程序 转基因抗虫棉 基因工程培育抗虫棉的简要过程： 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与载体拼接 导入 棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性) 直接分离基因——鸟枪法 将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用载体将这些片段都运载到不同的受体细胞中。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。 该法最大的缺点： ①带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。 ②不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。 原核细胞与真核细胞的基因结构比较 真核生物基因 原核生物基因 原核细胞 真核细胞 相同点 都由能够编码蛋白质的_______和具有调控作用的__________组成的。 不同点 编码区是______的。 编码区是间隔的、_______的。 连续 不连续 编码区 非编码区 非编码序列： 包括非编码区和内含子。 原核细胞与真核细胞的基因结构比较 从基因文库中获取目的基因 基因组文库的构建： 提取某生物 全部DNA 用适当 限制酶切割 许 多 DNA片段 与载体连接 导入受体菌群 该生物 基因组文库 (每个受体菌含有一段不同的DNA片段) 1.基因组文库： 受体菌群体包含了某种生物所有的基因，该受体菌群体称为这种生物的基因组文库。 cDNA文库的构建： mRNA 逆转录酶 杂交双链 核酸酶H 单链DNA DNA聚合酶 双链DNA 与载体连接 导入受体菌群 该生物 cDNA文库 cDNA ：mRNA反转录形成。 2.部分基因文库： 受体菌群体包含了一种生物部分基因，该受体菌群体称为这种生物的部分基因文库。 基因组DNA文库与cDNA文库的比较 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 基因含启动子 基因含内含子 基因数目 物种间的基因交流 小 大 无 有 无 有 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 可以 部分基因可以 从基因文库中获取目的基因 将含有某种生物不同基因的许多片段，导入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的基因，称为基因文库。 高温变性(DNA解旋) (90~95℃) 低温退火(引物结合) (55~60℃) 中温延伸(互补链合成) (70~75℃) 重复循环 PCR的反应过程 过程： 变性、退火、延伸 a.变性(90℃-95℃)：双链DNA模板在受热作用下，_______断裂，形成____________。 b.复性(55℃-65℃)：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部______。 c.延伸(70℃-75℃)：在Taq酶的作用下，从引物的5′→3′延伸，合成与模板互补的________。 氢键 单链DNA 双链 DNA链 利用PCR技术扩增目的基因 ①概念：PCR全称为_______________，是一项在生物_____复制______________的核酸合成技术 。 ②原理：__________。 ③条件：_______________________、_______________、 _______________、___________________。 聚合酶链式反应 体外 DNA复制 含目的基因的DNA片段 四种脱氧核苷酸 一对引物(DNA) 耐高温DNA聚合酶 特定DNA片段 ⑤方式：以_____方式扩增，即____(n为扩增循环的次数)。 ⑥结果：___________________________________________。 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增 指数 2n 小结： PCR是聚合酶链式反应(polymerase chain reaction)：利用DNA复制的原理，将基因的核苷酸序列不断的加以复制，使其数量呈指数方式增加。 因为整个过程是在体外进行，所以又叫做体外DNA扩增技术。 PCR扩增仪 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究·实践 1.材料用具： 2.方法步骤： 配制PCR反应体系 10倍浓缩的扩增缓冲液 5 μL 20 mmol/L的4种脱氧核苷酸的等量混合液 1 μL 20 mmol/L的引物Ⅰ 2.5 μL 20 mmol/L的引物Ⅱ 2.5 μL H2O(无菌水) 28~33 μL 1~5 U/μL的TaqDNA聚合酶 1~2 U 模板DNA 5~10 μL 总体积 50 μL 2.方法步骤： 设置PCR仪的循环程序 循环程序 变性 复性 延伸 预变性 94 ℃，5min / / 30次 94 ℃，30s 55 ℃，30s 72 ℃，1min 最后一次 94 ℃，1min 55 ℃，30s 72 ℃，1min 2.方法步骤： 琼脂糖凝胶电泳 推测 推测 合成 通过DNA合成仪直接合成目的基因 DN