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选择性必修3.pptx

3.2基因工程的基本操作程序

问题探究：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。1.你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗？思考·讨论：2.培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤呢？苏云金杆菌Bt抗虫蛋白基因棉花细胞抗虫棉提取导入Bt基因表达普通棉花转基因抗虫棉苏云金杆菌通过Bt基因编码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。

培育转基因抗虫棉的简要过程普通棉花（无抗虫特性）棉花细胞（有抗虫基因）抗虫棉

（有抗虫特性）导入与载体拼接抗虫基因（Bt基因）重组DNA分子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苏云金杆菌提取表达Bt基因

一、目的基因的筛选与获取二、基因表达载体的构建三、将目的基因导入受体细胞基因工程操作的基本程序四、目的基因的检测与鉴定五、DNA片段的扩增及电泳鉴定

1、目的基因主要指的是编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。(2)实例：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。(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。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。目的基因那么，如何筛选目的基因呢？

2、细胞的基因结构基因通常是有遗传效应的DNA片段；能编码特定的蛋白质。放大DNA片段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基因1基因2基因3

（1）原核细胞的基因结构非编码区：不转录，不编码蛋白质，含有能调控遗传信息表达的DNA序列。非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游启动子终止子连续的、不间隔的编码区：编码蛋白质的合成非编码区：启动子：终止子：位于基因上游，RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动基因转录出mRNA位于基因下游，终止RNA的合成

（2）真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区编码区上游编码区下游间隔的、不连续的外显子内含子启动子终止子编码区：非编码区：外显子：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序列内含子：不编码蛋白质，能调控遗传信息表达

【总结】原核细胞与真核细胞的基因结构比较不能编码蛋白质的序列：=非编码区原核生物的基因：真核生物的基因：=非编码区+内含子原核细胞真核细胞不同点编码区是的编码区是间隔的、的相同点都由能够编码蛋白质的和具有调控作用的区组成的连续不连续编码区非编码

3、目的基因的筛选方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。DNA测序仪序列数据库（如GenBank）核苷酸序列比对氨基酸序列比对序列比对工具（如BLAST）明确了目的基因后，该怎么获得它?

（1）人工合成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：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方法：DNA合成仪蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列基因的核苷酸序列目的基因推测推测化学合成

（2）基因文库获取①建立基因组文库某生物所有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

（2）基因文库获取②建立cDNA基因文库某种生物的成熟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

获取一个Bt基因（抗虫基因）之后，是否就该立即开始准备转基因操作？先对目的基因进行扩增抗虫基因快速获得大量抗虫基因苏云金杆菌提取PCR需要什么条件呢？先来回顾DNA的复制！

要点回顾：体内DNA复制

①PCR的概念：PCR是__________________的缩写，它是一项根据__________________的原理，在体外提供________________的各种组分与反应条件，对__________________________进行大量复制的技术。聚合酶链式反应DNA半保留复制参与DNA复制目的基因的核苷酸序列②原理：③操作环境：④目的：⑤优点：D