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

第三章 基因工程 第二节 基因工程的基本操作程序 基因A 基因B 基因C 非基因片段 放大 基因的结构 真核生物与原核生物基因组成不尽相同。 原核生物基因的结构 RNA聚合酶识别和结合位点 启动转录 结束转录 非编码区:位于编码区的上游和编码区的下游 不编码蛋白质，但可以调控基因的表达 编码区:可转录相应的mRNA，编码蛋白质 。 真核生物基因的结构 前体mRNA 外显子 外显子 外显子 内含子 内含子 内含子:编码区不编码蛋白质的序列 外显子:编码区编码蛋白质的序列 真核生物 外显子 内含子 原核生物 笔记P76 首端起始密码子 终端终止密码子 非编码区:不编码蛋白质，但可以调控基因的表达 编码区:可编码蛋白质 。 内含子:编码区不编码蛋白质的序列 外显子:编码区编码蛋白质的序列 笔记P76 （2）编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？ （1）基因结构中存在哪些非编码序列？ 包括非编码区和内含子 【思考】 真核细胞基因更长，因为其编码区含内含子 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45亿元 1.你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗？ 2.培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？ 培育转基因抗虫棉的简要过程 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 与载体拼接 重组DNA分子 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 （核心） 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 Bt基因 苏云金杆菌 从社会中来 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。根据需求的不同，目的基因也不同，主要指编码蛋白质的基因 第一步：目的基因的筛选与获取 一. 筛选合适的目的基因 1. 目的基因 2. 实例 与生物抗逆性相关的基因 与优良品质相关的基因 与生产药物相关的基因 与毒物降解相关的基因 与工业用酶相关的基因 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。 4.方法：从相关的 和 的基因中进行筛选 已知结构 功能清晰 一. 筛选合适的目的基因 *随着测序技术的发展，以及序列数据库（GenBank）、序列比对工具（如BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，为找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能 4.方法：从相关的 和 的基因中进行筛选 已知结构 功能清晰 一. 筛选合适的目的基因 实例： 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较为合适的目的基因 思考：（P77） 1.Bt抗虫蛋白的抗虫原理是什么？ 2.抗虫棉中的Bt抗虫蛋白是否会对人畜产生危害？为什么？ 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 二. 目的基因的获取 目的基因的获取方法：人工合成、 PCR扩增、从基因文库获取。 1. 人工合成 ☆前提：仅适用于较短的目的基因、核苷酸序列已知 DNA合成仪 用化学方法合成DNA 2. PCR扩增 ( 聚合酶链式反应) PCR仪 ☆前提：仅适用于较长的目的基因、核苷酸序列已知 ①基因文库的构建过程 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入到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。 ②基因文库类型 基因组文库 部分基因文库（主要是cDNA文库） 3.从基因文库中直接获取 ②基因文库类型 （1）基因组文库的构建 提取某生物 全部DNA 用适当 限制酶切割 许 多 DNA片段 该生物 基因组文库 每个受体菌含有一段不同的DNA片段 与载体连接 导入受体菌群 含有某种生物全部基因片段的重组DNA的克隆群体。 【说明】基因文库中不是直接储存相应基因，而是保存受体菌群，受体菌群中含有基因。 基因组文库 18 含有某种生物部分基因片段的重组DNA的克隆群体。 cDNA文库的构建——mRNA逆