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

第三章第二节

基因工程的基本操作程序一、目的基因的筛选与获取

从社会中来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，减少农药使用量40万吨，增收节支社会经济效益450亿元。问题：你知道转基因抗虫棉的机制是什么吗？培育转基因抗虫棉一般需要那些步骤？

3.将目的基因导入受体细胞苏云金杆菌与载体拼接普通棉花（无抗虫特性）棉花细胞抗虫棉提取表达Bt基因导入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4.目的基因的检测与鉴定

原核细胞基因的结构示意图真核细胞基因的结构示意图目的基因的筛选与获取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1.基因的结构编码区：编码蛋白质的合成非编码区：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达包括：编码区上游编码区下游

原核细胞基因的结构示意图真核细胞基因的结构示意图目的基因的筛选与获取1.基因的结构启动子：RNA聚合酶结合位点，转录起始的信号终止子：终止RNA的合成外显子：内含子：能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列非编码序列=非编码区+内含子

真核细胞与原核细胞中基因表达过程示意图

【思考1】：如果把一个真核生物的基因导入原核细胞中表达，一定会产生原来的蛋白质吗？成熟mRNA相应酶去除内含子转录翻译真核基因：编码区（外显子+内含子）多肽链前体mRNA蛋白质加工一般不能产生原来的蛋白质①原核生物细胞里没有相应的酶来去除内含子；②原核生物没有真核的蛋白质加工系统（如内质网、高尔基体等）目的基因的筛选与获取

【思考2】:如果把真核基因导入原核细胞中表达，不考虑蛋白质加工的问题，如何产生与原来结构相同的蛋白质？去除内含子成熟mRNA转录真核基因：编码区（外显子+内含子）前体mRNA相应酶mRNA单链提取逆转录酶DNA单链DNA双链酶把真核基因的cDNA导入到原核细胞中表达。这种双链DNA是不含内含子的DNA，叫做cDNA目的基因的筛选与获取

2.目的基因的概念：用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因；主要是编码特定蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子如：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。目的基因目的基因的筛选与获取

目的基因的筛选与获取3.筛选与获取目的基因的方法筛选：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。DNA测序仪核苷酸序列比对氨基酸序列比对美国国家生物信息中心

目的基因的筛选与获取3.筛选与获取目的基因的方法目的基因获取方法人工合成从基因文库中获取利用PCR获取和扩增目的基因如何获取目的基因？

（1）人工合成DNA合成仪前提：基因比较小、核苷酸序列已知方法：通过DNA合成仪用化学方法直接合成目的基因目的基因的筛选与获取3.筛选与获取目的基因的方法（化学合成法、逆转录法）

目的基因的筛选与获取3.筛选与获取目的基因的方法（2）从基因文库中获取基因组文库部分基因文库（主要是cDNA文库）基因文库：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。部分基因文库：含有某种生物部分基因片段的重组DNA的克隆群体。

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

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

目的基因的筛选与获取3.筛选与获取目的基因的方法（3）利用PCR获取和扩增目的基因概念：PCR全称为聚合酶链式反应，在生物体外，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。原理：DNA半保留复制（体外）

复习：DNA半保留复制的过程，观看视频，总结条件与特点

条件原料：游离的脱氧核苷酸（A、T、G、C）模板：DNA的两条链酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等能量：ATP复制原则碱基互补配对原则（保证复制的准确进行）特点半保留复制、边解旋边复制思考：结合体内DNA复制过程，思考进行PCR需要哪些条件？目的基因的筛选与获取复制方向子链的5’--3’端

思考：结合体内DNA复制过程，思考进行PCR需要哪些条件？目的基因的筛选与获取体内复制在DNA复制中的作用体外复制解旋酶DNA母链4种脱氧核苷酸DNA聚合酶引物打开DNA双链提供DNA复制的模板合成DNA子链的原料催化合成DNA子链使DN