3.2基因工程的基本操作程序第2课时课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

耐高温的DNA聚合酶(Taq酶） 4种脱氧核苷酸（DNTP） 引物 待扩增的DNA片段（模板） 5’ 5’ 变性 复性 延伸 温度上升到90℃以上，双链DNA解聚为单链 当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。 温故知新：PCR扩增目的基因的过程 问题1:获取了足够量的目的基因后，能直接把目的基因导入受体细胞吗？ 就算可以进行转录和翻译成蛋白质，游离的DNA片段也无法随着细胞分裂进行复制，导致子代细胞不再含有目的基因 游离的DNA片段进入受体细胞，一般会直接被分解 不能原因 那怎样才能让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代呢？ 第2节第2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） 4 基因表达载体的构建的目的？载体还需要哪些结构？各个元件有什么作用？ 请文字和箭头表示基因表达载体的构建过程。 2 3 4 1 合作探究一：请同学们自主阅读教材P80，小组合作思考讨论完成问题。 目的基因插入什么位置？目的基因插入位点是随意的吗？ 使用一种DNA限制酶进行切割，是否只会得到一种重组DNA？如果不能，怎么改进？ 二：基因表达载体的构建 5 1.目的： ①让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代; 2.组成： 质粒 ①启动子 基因的前端，RNA聚合酶识别和结合的部位；驱动基因转录出mRNA ②终止子： 限制酶切割位点 基因的尾端，能终止mRNA的转录 ③标记基因 作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因的细胞筛选出来 ④复制原点 ⑤目的基因 ②使目的基因能够表达和发挥作用 问题2: 目的基因该插入什么位置？ 自我复制的起点 二：基因表达载体的构建 问题2:目的基因该插入什么位置？ 目的基因插入位点不是随意的：基因表达载体需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入 ，若目的基因插入启动子部位，启动子将失去原功能。 启动子和终止子之间的部位 2.组成： Bt基因 （目的基因） 基因表达载体 复制原点 启动子 终止子 二：基因表达载体的构建 1.诱导型启动子 即在某些特定的物理或化学信号刺激后，基因转录水平在该类启动子的调控下大幅度地提升或降低。 诱导物 作用 诱导型启动子 激活或抑制 目的基因表达 如：光诱导表达基因启动子、热诱导表达基因启动子、创伤诱导表达基因启动子、真菌诱导表达基因启动子和共生细菌诱导表达基因启动子等。 启动子类型： 二：基因表达载体的构建 启动子类型： 2.组成型启动子 能够调控基因表达，使其基本恒定在一定程度上，从而使基因在不同部位或组织中的表达水平不存在明显差异。这类启动子一般来自于管家基因，可连续不断地启动基因的表达。 如：使Bt基因表达的启动子 如外源基因在整株植物中表达，产生大量异源蛋白质或代谢产物在植物体内积累，打破了植物原有的代谢平衡，有些产物对植物并非必需甚至有毒，因而阻碍了植物的正常生长，甚至导致死亡； 3.组织特异性启动子 其调控作用使得基因往往只在某些特定器官或组织中表达，且表现出发育调节的特性。 优点：启动的外源基因在受体中仅在需要的部位特异表达，克服了组成型启动子启动的外源基因在受体植物中非特异、持续、高效表达所造成的浪费，增加转基因的效果。 二：基因表达载体的构建 启动子与终止子位于DNA分子中， 作用：起始和终止转录过程。 启动密码子与终止密码子位于mRNA分子中， 作用：起始和终止翻译过程。 问题3: 辨析：“启动子与终止子”和“起始密码子与终止密码子”。 问题4: 请文字和箭头表示基因表达载体的构建过程。 2.组成： 二：基因表达载体的构建 3.基因表达载体构建的过程： 质粒 载体 限制酶 目的基因 限制酶切割位点 限制酶切割位点 限制酶 在构建抗虫棉的基因表达载体时，首先会用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口 用同种限制酶或 能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段 DNA连接酶 重组 DNA分子 基因表达载体 （核心工作） 二：基因表达载体的构建 问题5: 使用一种DNA限制酶进行切割，是否只会得到一种重组DNA？有何缺点？怎么改进？ 载体 目的基因 自连 片段间的连接 目的基因自连 质粒自连 目的基因与质粒连接 目的基因与目的基因连接 质粒与质粒连接 正