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

复习提问 1.限制酶的来源？特点？作用部位？ 2.DNA连接酶的作用？主要有哪两类？区别？ 3.什么是质粒？ 4.基因工程中最常使用的载体是 ，还有 。 5.质粒作为载体，需要具备的条件。 ①质粒要能与外源DNA片段（目的基因）连接，需具备什么条件？ ②要使携带的外源基因在受体细胞中稳定存在，质粒应具备什么条件？ ③我们用肉眼看不到质粒是否携带着目的基因进入了受体细胞内，为了便于筛选重组DNA分子，质粒需要具备什么条件？ 6.DNA粗提取的原理？鉴定的原理？ 判断： 1.限制酶的切割位点可以在识别序列的内部或外部。 2.不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端。 3.用不同的限制酶切割产生的黏性末端，也可能连接在一起。 判断： 1.限制酶的切割位点可以在识别序列的内部或外部。 2.不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端。 3.用不同的限制酶切割产生的黏性末端，也可能连接在一起。 c酶 d酶 3ʹ 3ʹ 3ʹ 3ʹ 5ʹ 5ʹ 5ʹ 5ʹ a、b、c、d酶的识别序列及切点如图所示 学习目标 掌握目的基因的筛选与获取方法 （生命观念、科学思维） 01 02 学会基因表达载体构建的方法和要求 （科学探究） 理解目的基因导入受体细胞的具体过程（科学探究） 掌握目的基因检测与鉴定的方法 （科学探究、社会责任） 掌握DNA片段的扩增及电泳鉴定的方法（科学探究） 03 04 05 3.2 基因工程的基本操作程序 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？ 转基因抗虫棉与普通棉花 从社会中来 4 抗虫棉的培育过程 2.基因表达载体的构建 1.目的基因的筛选与获取 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 Ti质粒 重组DNA分子 将目的基因插入染色体DNA中 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相关的基因。 根据不同的需要，目的基因不同，主要是指编码蛋白质的基因。 如：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。 科学家将“杀虫基因”转入棉花中，棉花产生Bt 抗虫蛋白抵抗虫害。 目的基因 1.目的基因 （1）定义： (2)实例： 一.目的基因的筛选与获取 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： 1.Bt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。 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。 目的 培育抗虫棉 已有研究成果 ①苏云金杆菌制成的生物杀虫剂广泛用于防治棉花虫害； ②苏云金杆菌的杀虫作用与Bt基因有关； ③对Bt基因的序列信息和其表达产物Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解 合适的目的基因 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 Bt抗虫蛋白基因（Bt基因）的筛选过程 2．筛选合适的目的基因 (1)方法： (2)实例： 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 3.目的基因获取方法 目的基因获取方法 从基因文库中获取 人工合成目的基因 利用PCR获取和扩增目的基因 一.目的基因的筛选与获取 基因组文库 部分基因文库（cDNA文库） 基因文库： ①基因组文库：含有某种生物全部基因片段的重组DNA的克隆群体。 (1)从基因文库中直接获取 一.目的基因的筛选与获取 10 ①基因组文库的构建过程 某生物所有DNA 特定的限制酶 基因组所有基因 每个基因和载体结合重组DNA分子 导入受体菌 基因组文库 一.目的基因的筛选与获取 保存的是受体菌。 (1)从基因文库中直接获取 ②cDNA文库的构建过程 某种生物的成熟mRNA 单链DNA 双链DNA片段（cDNA） 导入受体菌中储存 cDNA文库 逆转录酶 DNA聚合酶 与载体连接 一.目的基因的