3.2 基因工程的基本操作程序（第1课时）（教学课件）-【上好课】高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做重组DNA技术。 第3章 基因工程 选择性必修三 生物技术与工程 1 目录 CONTENT 01 新课导入 02 任务探究 03 第2节 基因工程的基本操作程序 第一课时 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建 课堂练习 问题探讨 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?培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤? 新课导入 问题探讨 苏云金杆菌 Bt基因 表达 苏云金伴胞晶体蛋白 （Bt抗虫蛋白） 摄食 害虫死亡 你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗?培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤? 4 苏云金杆菌 与载体拼接 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 抗虫棉 提取 表达Bt基因 导入 Bt基因 重组DNA分子 问题探讨 你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗?培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤? 5 1 2 3 4 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 基因工程的基本操作程序（4个步骤） 基因工程的基本操作程序 阅读课本76页第一段，明确基因工程的基本操作步骤有哪些？ 任务探究 6 一、目的基因的筛选与获取 1. 目的基因 （1）概念 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因； 与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。（Bt抗虫蛋白基因：转基因抗虫棉）。 主要是编码特定蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子 （2）实例 【任务一】1.阅读课本76页和77页1-3段及第一个相关信息，明确目的基因的概念和实例；筛选合适的目的基因的方法。 苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、种子贮藏蛋白基因及人胰岛素基因等。 7 2. 筛选合适的目的基因 方法：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 美国国家生物信息中心 越来越多基因的功能和结构被分析。 一、目的基因的筛选与获取 【任务一】1.阅读课本76页和77页1-3段及第一个相关信息，明确目的基因的概念和实例；筛选合适的目的基因的方法。 8 3.目的基因的获取 （一）方法：利用PCR获取和扩增目的基因 聚合酶链式反应，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。 （二）概念 一、目的基因的筛选与获取 【任务一】2.阅读课本77页第4-6段和表3-1及第二个相关信息，阅读78和79页，明确目的基因获取的方法，并对这种方法的概念、条件和过程进行详细分析 9 体内DNA复制要点回顾 （1）条 件 原料：游离的脱氧核苷酸（A、T、G、C） 模板：DNA的两条链 酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等 能量：ATP （2）复制原则 碱基互补配对原则（保证复制的准确进行） 一、目的基因的筛选与获取 旧知回顾 10 方法：利用PCR获取和扩增目的基因 聚合酶链式反应，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。 概念 条件 Taq酶（热稳定DNA聚合酶） 目的基因（模板DNA） 四种游离的脱氧核苷酸 引物：核苷酸聚合作用的起始点 一、目的基因的筛选与获取 3.目的基因的获取 【任务一】2.阅读课本77页第4-6段和表3-1及第二个相关信息，阅读78和79页，明确目的基因获取的方法，并对这种方法的概念、条件和过程进行详细分析 11 过程 模板DNA 变性 复性 延伸 方法：利用PCR获取和扩增目的基因 5’ 5’ 3’ 3’ 95℃ 一、目的基因的筛选与获取 3.目的基因的获取 【任务一】2.阅读课本77页第4-6段和表3-1及第二个相关信息，阅读78和79页，明确目的基因获取的方法，并对这种方法的概念、条件和过程进行详细分析 12 过程 95℃ 变性：加热至90～95℃，双链DNA间的氢键断裂，解旋为单链。 —利用PCR获取和扩增目的基因 5’ 3’ 5’ 3’ 使用耐高温的Taq酶保证高温条件下仍具有活性。 一、目的基因的筛选与获取 3.目的基因的获取 变性 复性 延伸 13 50℃ 引物1 引物2 DNA引物 复性：冷却至55～60℃，两条引物与单链DNA结合 过程 5’ 3’ 5’ 3’ 引物结合在模板DNA链的3’端