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（2019）选择性必修3

课前提问 第3章基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序 （3课时） 本节聚焦 基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？ 基因工程操作的每一步涉及的技术和方法有哪些？ 苏云金杆菌 普通棉花（无抗虫特性） 3.将目的基因导入受体细胞 棉花细胞 转基因抗虫棉 提取 表达Bt基因 导入 Bt基因 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 4.目的基因的 检测与鉴定 情境再现 与载体拼接 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呢？ (P76第3段) 3 1.什么样基因才能称为目的基因？举例说明？ 2.筛选合适的目的基因的方法？ 3.明确目的基因后，该如何获得它？ 任务：阅读教材76-77，解决问题： 第一步：目的基因的筛选和获取 主要指的是编码蛋白质的基因 从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选 ① ； ② ； ③ 。 人工合成 利用PCR获取和扩增目的基因 构建基因文库（P82第5段第1、2行) ？？ 利用PCR获取和扩增目的基因： 任务：阅读教材77-79，解决问题： 1.PCR的全称？ 2.PCR是一项怎样的技术（概念）？ （据概念分析）PCR依据的原理？操作环境？优点？ 3.回忆体内DNA复制需要什么条件？ 从而分析PCR需要哪些条件？ 4.PCR的过程？ DNA半保留复制 体外 短时间内大量扩增目的基因 聚合酶链式反应 参与组分 在DNA复制(体内)中的作用 PCR中参与的组分 解旋酶 DNA母链 4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 引物 不用，用高温代替 DNA模板 4种脱氧核苷酸 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 打开DNA双链 催化合成DNA子链 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 耐高温的DNA聚合酶（Taq酶） 2种引物 PCR所需的基本条件： 引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20-30个核苷酸。 需要在一定的缓冲溶液中才能进行 （一般要添加Mg2+） PCR 每次循环一般可分为 、 和 三步 当温度超过_____以上时， 断裂，双链DNA解聚为两条 。 氢键 单链DNA 待扩增的DNA片段 ①变性： 变性 90℃ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 变性 延伸 复性 当温度下降 到左右时， 种引物通过 与两条单链DNA结合。 3’ 5’ 3’ 5’ 碱基互补配对 思考：引物结合在模板链的什么位置？ 引物结合在模板链 端，引导子链从 方向复制。 引物1 5’ 3’ 引物2 5’ 3’ ②复性： 50℃ 两 由于DNA双链是反向平行的，所以需要两种引物 PCR 每次循环一般可分为 、 和 三步 变性 延伸 复性 3' 5'端→3'端 当温度上升到____左右时，溶液中的4种__________在__________DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 脱氧核苷酸 72℃ ③延伸： 耐高温的 3’ 5’ 3’ 5’ 引物1 5’ 3’ 引物2 5’ 3’ 3’ 3’ PCR 每次循环一般可分为 、 和 三步 变性 延伸 复性 由此可见： PCR利用了DNA热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚和结合！ （P84第一段） 耐高温的DNA聚合酶 耐高温的DNA聚合酶 如此重复循环多次，由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成 形式扩增（约为 ，其中n为扩增循环的次数）。 指数 2n PCR的结果： PCR扩增仪 1.引物在PCR中能重复利用吗？ 假设有一个亲代DNA，通过PCR获得2n个DNA需要 个引物？ 不能 2.新冠病毒的遗传物质是RNA，核酸检测能用PCR直接扩增它的RNA吗？ 应先将RNA反转录为cDNA后进行PCR扩增。 思考·讨论 (2n-1)×2 PCR不能直接扩增RNA (P79旁栏思考) 练习与应用 4.(2021·佛山)实时荧光RT-PCR技术可快速检测新型冠状病毒的核酸，为疫情防控提供了有力保障。检测原理如下图所示，探针是含荧光基