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

我国是棉花的生产和消费大国。棉花在种植过程中，常常会受到一些害虫的侵袭，其中以棉铃虫最为常见。 普通棉花 如何能培育出自身就能抵抗虫害 的棉花新品种呢？ 转基因抗虫棉 第3章 基因工程 将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因 转入普通棉花 转基因抗虫棉 非转基因抗虫棉 【从社会中来】 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的机制是什么吗？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？ 苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴孢晶体蛋白（Bt抗虫蛋白），破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。将该细菌的Bt抗虫蛋白基因（“杀虫基因”，简称Bt基因）转到棉花里，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。 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。 【相关信息】P77 ①Bt抗虫蛋白的抗虫原理？ ②抗虫棉中的Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害？ 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 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 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 01 目的基因的筛选与获取 一、目的基因 1.概念 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相关的基因。 2.作用 根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指编码蛋白质的基因。 3.实例 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。 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。 培育转基因抗虫棉用到的目的基因 Bt 抗虫蛋白基因 简称 Bt 基因 实例：Bt 抗虫蛋白基因（Bt 基因）的筛选过程 用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂广泛用于防治棉花虫害 也对Bt基因的表达产物——Bt 抗虫蛋白有了较为深入的了解。 苏云金杆菌的杀虫作用与Bt 基因有关 不仅掌握了Bt 基因的序列信息 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 二、筛选合适的目的基因 1.从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。 2.认识基因结构和功能的技术方法 测序技术的发展，以及序列数据库（GenBank）、序列比对工具（如BLAST）等的应用，可能。 三、获取目的基因的方法 2.人工合成目的基因。对目的基因的要求？？ 1.通过构建基因文库来获取目的基因。 3.常用 PCR 特异性地快速扩增目的基因。 基因文库 含有某种生物全部基因片段的重组DNA的克隆群体。 含有某种生物部分基因片段的重组DNA的克隆群体。 基因组文库 部分基因文库 主要是cDNA（互补DNA？）文库 某种生物的成熟mRNA →单链DNA → 双链DNA 逆转 录酶 DNA聚 合酶 目的基因较小且 全部序列已知 基因组文库与部分基因文库的关系 利用PCR获取和扩增目的基因（超级厉害，超级好用） PCR由穆里斯等人于1985年发明，为此，穆里斯于1993年获得诺贝尔化学奖。 如果说，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构，标志着分子生物学时代的开启，那么PCR技术则标志着分子生物学的腾飞。PCR技术的出现，彻底变革了生物化学、分子生物学、遗传学、以及现代医学等等。 利用PCR获取和扩增目的基因 1.PCR的含义 PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据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。 2.PCR的原理 DNA半保留复制 3.PCR的场所 在一定的缓冲溶液中进行，其中一般要添加Mg2＋。 原因？ DNA聚合酶需要Mg2＋激活 PCR扩增仪 4.PCR的条件 DNA模板（目的基因模板）、2种引物、 4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶（Taq酶） 【重温】DNA复制的过程，回忆DNA体内复制所需的条件 解旋 合成子链 形成新DNA C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T A C