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2节 基因工程的基本操作程序 第3章 基因工程 普通棉花 转基因抗虫棉 将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因转入普通棉花 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？ 苏云金杆菌 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 转基因抗虫棉培育过程 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 （核心） 基因工程的基本操作程序 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 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 一、目的基因的筛选与获取 5 一、目的基因的筛选与获取 （2）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，如与生物抗逆性、生产药物、毒物降解、工业用酶等相关的基因。 1. 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的基因就是目的基因。 （3）实例：苏云金杆菌可以分泌一种苏云金杆菌伴孢晶体蛋白（Bt抗虫蛋白），对鳞翅目昆虫有很强的杀伤作用。科学家通过实验将编码该蛋白质的Bt抗虫蛋白基因转到棉花里，棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。 1. 目的基因 Bt抗虫蛋白基因（简称Bt基因）是培育转基因抗虫棉的目的基因。 一 第一步：目的基因的筛选与获取 注意： 所有的基因都编码蛋白质或肽链。 基因的种类一般分为结构基因、转录基因和调控基因。 结构基因的功能： 具有转录和翻译功能，能控制生物性状（编码蛋白质或肽链）。 转录基因的功能： 只有转录功能，没有翻译功能，能转录形成tRNA和rRNA。 调控基因的功能： 不能进行转录和翻译，只能调控其他基因的表达。 知识拓展：基因 不是 8 基因1 基因2 基因3 知识拓展：基因的结构 DNA片段 放大 基因通常是有遗传效应的DNA片段； 能编码特定的蛋白质 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 能转录相应的mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质的DNA区段 不能转录为相应的mRNA，不能编码蛋白质的区段 不能转录为相应的mRNA，不能编码蛋白质的区段 启动子 1. 编码区：能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质的序列。 2. 非编码区 ： 原核细胞的基因结构 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 含有能调控遗传信息表达的DNA序列。 不转录，不编码蛋白质； 知识拓展：基因的结构 终止子 与RNA聚合酶结合位点 RNA聚合酶识别并结合的位点，驱动基因转录出mRNA 启动子 终止子 本质： 位置： 作用： 是一段有特殊序列结构的DNA片段； 位于基因上游； 也是一段有特殊序列结构的DNA片段； 位于基因下游； 终止转录 本质： 位置： 作用： 原核细胞的基因结构 知识拓展：基因的结构 启动子 终止子 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 真核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 内含子 外显子 启动子 终止子 外显子： 内含子： 能转录相应的mRNA，进一步能编码蛋白质的DNA序列。 能转录相应的mRNA，但却不能编码蛋白质的DNA序列，然后在翻译前就被剪切掉。 知识拓展：基因的结构 内含子会形成tRNA、rRNA。 非编码区 非编码区 编码区 转录 剪接 外显子 内含子 前体mRNA 成熟mRNA 真核生物基因的表达 知识拓展：基因的结构 真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为下一步翻译的模板。 CA …… UCCCUAAGGAUAG CCAUCCCAGAUG --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 某原核细胞基因 非编码区 非编码区 编码区 不编码mRNA 不编码mRNA (编码mRNA) 启动子 终止子 RNA聚合酶 原核生物基因的表达过程 知识拓展：基因的结构 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCC