3.2 基因工程的基本操作程序课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

课前回顾 1.重组DNA技术的基本工具？ 工具酶？ 2.限制酶的来源？ 作用？ 作用的化学键？ 结果？ 3.DNA连接酶的作用？ 作用的化学键？ 种类？ 4.载体的种类？ 作为载体需要的条件？ 5.什么是质粒？ 6.DNA粗提取的原理？ 鉴定的原理？ 方法步骤？ 1994年郭三堆培育出转基因棉花植株，使中国成为继美国之后，世界第二个拥有自主知识产权转基因抗虫棉国家。这不仅打破了美国的垄断，保护了民族利益，而且为我国农业高新技术在国际竞争中争得了一席之地。 郭三堆 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。 第三章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序 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 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。 基因工程的基本操作程序 （4个步骤） 第一步：目的基因的筛选与获取 1.目的基因的定义： 用于__________________或___________________等的基因。 改变受体细胞性状 获得预期表达产物 编码蛋白质的基因 2.目的基因的类型： 主要是指___________________。 与生物抗逆性相关的基因 与优良品质相关的基因 与生物药物和保健品相关的基因 与毒物降解相关的基因 与工业用酶相关的基因等 资料： 通过产生苏云金杆菌伴胞晶体蛋白（ ），破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。科学家将“杀虫基因”（Bt 抗虫蛋白基因，简称 ）转入棉花中，使棉花产生Bt 抗虫蛋白抵抗虫害。 Bt 抗虫蛋白 苏云金杆菌 Bt基因 3.目的基因的筛选： 从相关的 和 中进行筛选是较为有效的方法之一。 已知结构 功能清晰的基因 苏云金杆菌的杀虫作用于Bt基因有关 掌握了Bt基因的 序列信息 对Bt基因的表达产物-Bt抗虫蛋白有较为深入的了解 苏云金杆菌制剂可防治棉花虫害 Bt基因是培育转基因抗虫棉的目的基因 3.目的基因的筛选： 测序技术 序列数据库(如GenBank) 序列比对工具(如BLAST) 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。 为找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能 越来越多的基因的结构和功能为人们所知， 4.目的基因的获取： （1）从生物组织中直接获取 “鸟枪法”，又叫“散弹射击法” （2）化学方法直接人工合成 化学合成法：在明确目的基因碱基序列的基础上，利用DNA合成仪自动化合成所需的DNA片段 ⭐仅适用于较短的DNA DNA合成仪 【思考】若不明确基因碱基序列呢？ 蛋白质氨基酸序列 mRNA序列 基因序列 反转录法 4.目的基因的获取： （1）从生物组织中直接获取 “鸟枪法”，又叫“散弹射击法” （2）化学方法直接人工合成 （3）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DNA片段，结合质粒导入受体菌群体中储存，这个受体菌群就是该生物的基因文库。 （4）利用PCR技术扩增目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 1.PCR的中文全称： 聚合酶链式反应 2.原理： DNA半保留复制 3.操作环境： 体外 （PCR扩增仪/PCR仪） PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行。 4.条件： 资料：真核生物和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。 因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加 。 Mg2+ 参与的组分 在DNA复制中的作用 【回顾】DNA复制所需要的条件 打开DNA双链 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 催化合成DNA子链 解旋酶 DNA两条母链 4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 引物 使DNA聚合酶能够从引物3′端连接脱氧核苷酸 【思考】什么是引物？ 引物是一小段能与DNA母链的一小段碱基序列互补配对的 。 短单链核酸 解旋酶 DNA的合成方向总是从子链的5＇端向3＇端延伸。 5＇端 3＇端 5＇端 3＇端 由于DNA双链是反向平行的，所以需