3.2基因工程的基本操作程序 课件-高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.pptx

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？

Bt基因Bt抗虫蛋白表达与表面受体结合细胞膜穿孔破坏细胞渗透平衡最终导致昆虫停止取食而死亡昆虫中肠细胞传统的杂交育种方法可以培养出抗虫棉吗？×导入棉花细胞培育抗虫棉基因工程培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤?

一、目的基因的筛选与获取1、目的基因的概念：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

一、目的基因的筛选与获取2、筛选合适的目的基因从相关已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效方法之一。测定核酸和蛋白质序列测序技术以碱基顺序或氨基酸残基顺序为基本内容的分子生物信息数据库序列数据库(如GenBank)序列比对工具(如BLAST)把感兴趣的序列跟已经存在的序列数据库进行比较的工具。通过比对识别相关的序列，从而能获得目的基因和蛋白质的功能。

提取苏云金芽孢杆菌抗虫基因？快速获得大量抗虫基因明确了目的基因后，该怎么获得它？

一、目的基因的筛选与获取3、目的基因的获取DNA合成仪（1）前提：（2）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目的基因人工合成

一、目的基因的筛选与获取利用PCR获取和扩增目的基因PCR技术PCR是聚合酶链式反应的缩写，一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。全称原理操作环境目的优点聚合酶链式反应DNA半保留复制体外（PCR扩增仪/PCR仪）对目的基因的核苷酸序列进行大量复制可以在短时间内大量扩增目的基因

一、目的基因的筛选与获取（1）PCR的条件耐高温的DNA聚合酶四种脱氧核苷酸DNA模板两种引物稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）什么是引物？引物的作用是什么？

思考讨论定义：引物是一小段能与DNA母链的一小段碱基序列互补配对的短单链核酸。（长度通常为20-30个核苷酸）作用：引物为DNA聚合酶提供了游离的3’端，使DNA聚合酶从3’端开始拼接单个的核苷酸进行PCR扩增。什么是引物？引物的作用是什么？

（2）PCR扩增过程待扩增的DNA片段引物耐高温的DNA聚合酶4种脱氧核苷酸变性温度上升到90℃以上，双链DNA解旋为单链复性当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。延伸当温度上升到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，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

（2）PCR扩增过程第一轮循环的产物作为第二轮反应模板，经过变性、复性和延伸三步产生第二轮循环产物。第二轮循环的产物作为第三轮反应模板，经过变性、复性和延伸三步产生第三轮循环产物。

（3）PCR小结变性复性延伸温度：90℃以上过程：目的基因DNA双链受热变性后解聚为单链温度：50℃左右过程：两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合温度：72℃左右过程：4种脱氧核苷酸在耐高温DNA聚合酶的催化下，根据碱基互补配对原则，添加在引物的3’端，合成新的DNA链。反复循环结果：1个模板DNA分子经过n轮PCR，以指数方式扩增，可以扩增出2n个DNA片段。

（2）PCR扩增过程

1、PCR技术获取目的基因时要经过几次循环才能从DNA分子中分离出目的基因？至少3次第一次第二次535335思考讨论

第三次

思考讨论PCR扩增过程中需要引物的数量？2n-1对归纳循环n次，会得到个DNA分子；循环n次，会得到个等长的目的基因片段;循环n次，需要对引物。2n+1-2个约2n2n–2n2n-1

如何对产物进行鉴定？思考讨论琼脂糖凝胶电泳原理：DNA分子具有可解离的基团，在一定的PH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷，在电场的作用下，这些带电分子会向着它所带电荷相反的电极移动，这个过程就叫电泳。较小的DNA片段在凝胶中的移动相对容易，较大的DNA片段移动难。通过比较DNA样品所在的位置和一系列已知大小的DNA片段