3.2基因工程的基本操作程序第2课时课件2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2课时 第3章 基因工程 基因工程的基本操作程序（一） 人教版选择性必修3 1 1.能概述PCR的原理、条件及过程 2.能能阐明基因表达载体的组成及构建过程 学习活动 学习总结 学习目标 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） 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? 转基因抗虫棉的机制是抗虫基因（Bt基因）来源于苏云金杆菌，Bt基因表达的蛋白质具有杀虫活性。当害虫食用转基因抗虫棉花的时候，同时摄入Bt基因表达产生的蛋白质，这种蛋白质在害虫肠道内被激活，造成肠道穿孔，导致害虫死亡。 培育转基因抗虫棉的步骤有： 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。 学习目标 学习总结 学习活动 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。 前提 核心 关键 保证 学习目标 学习总结 学习活动 4 1.目的基因：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就是目的基因。 目的基因 “杀虫基因”: Bt抗虫蛋白基因 根据不同的需要，目的基因是不同的，主要是指编码蛋白质的基因。也可以是一些具有调控作用的因子。 一、目的基因的筛选和获取 学习目标 学习总结 学习活动 （4）利用PCR技术扩增目的基因 （3）化学方法直接人工合成 （2）从基因文库中获取目的基因 （1）从生物组织中直接获取 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。 2.目的基因获取的方法 学习目标 学习总结 学习活动 2024/1/16 将含有某种生物不同基因的许多DNA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基因，称为基因文库。 ①基因组文库：含有一种生物的全部基因。 提取某种生物的全部DNA 用适当的限制酶酶切 一定大小的DNA片段 将DNA片段与载体连接 基因表达载体 导入受体菌中储存 基因组文库 ②部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库。 提取某种生物的某器官或特定发育时期的mRNA 反（逆） 转录酶 单链互补DNA DNA聚合酶 双链DNA片段 与载体连接 基因表达载体 导入受体菌中储存 cDNA文库 构建基因文库来获取目的基因： 学习目标 学习总结 学习活动 人工合成目的基因 a反转录法：主要用于相对分子质量较大而又不知其核苷酸序列的基因。它以目的基因的mRNA为模板，借助逆转录酶合成双链DNA，其过程如下： 目的基因的mRNA 双链DNA（目的基因） b化学合成法：依据某一蛋白质的氨基酸序列，推测出其基因序列，然后直接合成目的基因，其过程如下： 蛋白质的氨基酸序列 反转录 mRNA的核苷酸序列 推测 目的基因的核苷酸序列 推测 目的基因 化学 合成 学习目标 学习总结 学习活动 能简述PCR的原理、条件及过程 任务1：阅读教材77-79页结合PCR过程示意图，推测PCR反应的原理及所需的基本条件并列表比较PCR与细胞内DNA复制的异同。 目标 一 （1）变性（温度超过90 ℃） （2）复性（温度下降到 50 ℃左右） （3）延伸（温度上升到72 ℃左右） 模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶 1.PCR的原理： 2.PCR反应所需的基本条件： 3.PCR反应的过程 DNA半保留复制 学习目标 学习总结 学习活动 PCR扩增的过程 条件 学习目标 学习总结 学习活动 能简述PCR的原理、条件及过程 任务1：阅读教材77-79页结合PCR过程示意图，推测PCR反应的原理及所需的基本条件并列表比较PCR与细胞内DNA复制的异同。 目标 一 项目 体内DNA复制 PCR扩增技术 解旋方式 场所 酶 温度条件 结果 相同点 解旋酶催化 DNA在高温作用下变性解旋 细胞内(主要在细胞核内) PCR扩增仪内 解旋酶、DNA聚合酶 耐高温的DNA聚合酶 细胞内温和条件 需控制温度，在较高温度下进行 DNA分子 DNA片段或目的基因 (1)模板：均需要DNA的两条单链作为模板； (2)原料：均为4种脱氧核苷酸； (3)酶：均需DN