3.2基因工程的基本操作程序第1课时课件2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

课前回顾 重组DNA技术的基本工具？工具酶？ 限制酶的来源？本质？作用？作用的化学键？结果？ DNA连接酶的本质？作用？作用的化学键？种类？ 载体的种类？ 什么是质粒？作为载体需要的条件？ DNA粗提取的原理？鉴定的原理？方法步骤 基因工程的基本操作程序 第三章《基因工程》 第3.2节 基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 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。 转基因抗虫棉与普通棉花 转基因抗虫棉与普通棉花 棉花的抗虫基因哪里来的？ 主要是棉铃虫 基因工程的基本操作程序 抗虫棉的培育，使得农药的使用量减少，一方面减少了对环境的污染，另一方面降低了成本，还可以达到增产增收的目的 资料：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。 将“杀虫基因”转入棉花中，棉花产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。 目的基因 Bt抗虫蛋白基因——Bt基因 Bt基因 补充：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。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。因此，Bt抗虫蛋白不会对人畜产生上述影响 表达 (转录、翻译) Bt抗虫蛋白 基因工程的基本操作程序 与载体拼接 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 抗虫棉 （有抗虫特性） 导入 抗虫基因 重组DNA分子 培育转基因抗虫棉的简要过程 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 从社会中来 基因工程的基本操作程序 6 第一步：目的基因的筛选与获取 目的基因： 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。 主要是编码蛋白质的基因 △ 根据不同的需要， 目的基因是不同的 [资料一] 棉花本身不具有抗虫基因。苏云金杆菌有一种抗虫基因，能 表达出抗虫蛋白来杀死棉铃虫。利用基因工程将抗虫基因导 入棉花细胞，培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种。 [资料二] 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。健康人含有胰岛素基因，能 表达胰岛素，从而降低血糖浓度。大肠杆菌本身不具有胰岛 素基因。1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆 菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。 什么是目的基因？ 基因工程的基本操作程序 7 第一步：目的基因的筛选与获取 实例 如生物抗逆性、生产药物、毒物降解、工业用酶等相关的基因。 人胰岛素基因、 人干扰素基因等 抗虫基因、 抗病基因、 抗除草剂基因等 基因工程的基本操作程序 8 第一步：目的基因的筛选与获取 如何筛选目的基因？ 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 对Bt基因的表达产物-Bt抗虫蛋白有较为深入了解 苏云金杆菌制成的生物杀虫剂可防治棉花虫害 Bt基因是培育转基因抗虫棉的目的基因 基因工程的基本操作程序 9 目的基因的筛选：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。 DNA测序仪 核苷酸序列比对 氨基酸序列比对 序列数据库 明确了目的基因后，该怎么获得它? 第一步：目的基因的筛选与获取 越来越多基因的结构和功能被分析。 基因工程的基本操作程序 10 目的基因的获取 人工合成 目的基因获取方法： 利用PCR技术扩增 （常用） 构建基因文库p82 基因工程的基本操作程序 目的基因的获取——利用PCR获取和扩增目的基因 提取 苏云金芽孢杆菌 抗虫基因 ？ 快速获得大量抗虫基因 PCR——聚合酶链式反应 PCR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。 基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ C 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ G T G C C G T A A 5' 3' 5' 3' 基因工程的基本操作程序 体内DNA复制要点回顾 条件 原料：游离的4种脱氧核苷酸（A、T、G、C） 模板：DNA的两条链 酶：解旋酶、DNA聚合酶等 能量：ATP 复制原则： 碱基互补配对原则（保证复制的准确进行） 基因工程的基本操作程序 目的基因的获取——利用PCR获取和扩增目的基因 1、 概念： 参与的组分 在DNA复制中的作用 解旋酶（体外用高温代替） 打开DNA双链（断开氢键） DNA母链（2条） 提供DNA复制的模板