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

中国抗虫棉之父 郭三堆 普通棉花 转基因抗虫棉 抗虫棉花核心技术于1995年申请国家发明专利，1998年正式授权，2001年该专利被国际知识产权组织及国家知识产权局授予发明专利金奖。它标志着我国成为继美国之后，世界上独立自主研制成功抗虫棉的第二个国家。 一条小虫引发的科技大战 普通棉花 转基因抗虫棉 苏云金杆菌 抗虫蛋白基因 抗虫蛋白 杀死害虫 一条小虫引发的科技大战 —中国农科院棉花研究所开发抗虫棉纪实 培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤? 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。 与载体拼接 普通棉花 （无抗虫特性） 棉花细胞 抗虫棉 （有抗虫特性） 导入 抗虫基因 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 3 第2节第1课时 第2节 基因工程的基本操作程序 目标 01 02 03 针对人类生产和生活的某一需求，尝试提出初步的基因工程构想，完成初步设计。（科学探究） 结合实例，采用文字和图示方式说明基因工程的基本操作程序。（科学思维） 学习目标 运用结构与功能观等观念理解PCR技术的过程、原理、条件等（生命观念） 5 第二步：基因表达载体的构建 二/ 第一步：目的基因的筛选与获取 一/ 目录 CONTENTS 第三步：将目的基因导入受体细胞 三/ 第四步：目的基因的检测与鉴定 四/ DNA 片段的扩增及电泳鉴定 五/ 1.目的基因： 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。 主要是指编码蛋白质的基因 注意：不是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。 一：目的基因的筛选与获取 7 目的基因： 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。 主要是指编码蛋白质的基因 注意：不是所有的基因都编码蛋白质或肽链。 （了解） 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。 如：Bt抗虫蛋白基因，简称Bt基因 Bt抗虫蛋白 使棉花抗虫 转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒 转基因抗除草剂植物 一：目的基因的筛选与获取 8 目的基因： 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。 主要是指编码蛋白质的基因 抗逆性 毒物降解 生产药物 重组人胰岛素注射液 工业用酶 那么，如何筛选目的基因呢？ 如：现在需要选择一种抗虫基因，该如何筛选？ 一：目的基因的筛选与获取 9 用苏云金杆菌制成的生物杀虫剂，广泛用于防治棉花虫害已有多年历史。 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 Bt基因的表达产物--Bt抗虫蛋白在起作用。 苏云金杆菌的杀虫作用与Bt基因有关 2、目的基因的筛选：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。 一：目的基因的筛选与获取 1.DNA测序 2.序列数据库 （如GenBank） 3.序列比对工具 （如BLAST） 明确了目的基因后，该怎么获得它呢？ 一：目的基因的筛选与获取 序列数据库是分子生物信息数据库中最基本的数据库，包括核酸和蛋白质两类，以核苷酸碱基顺序或氨基酸残基顺序为基本内容，并附有注释信息。 11 获取目的基因的常用方法有： 人工合成 从基因文库中获取 利用PCR获取和扩增目的基因 一：目的基因的筛选与获取 12 01 （1）人工合成 3、目的基因的获取 在我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家采用的是人工合成的方法。 前提： 方法： 基因比较小、核苷酸序列已知 通过DNA合成仪用化学方法直接合成 DNA合成仪 一：目的基因的筛选与获取 2.从基因文库中获取 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入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的基因，称为基因文库。 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 基因中启动子（具有启动作用的DNA片段） 基因中内含子（位于编码