3-2 基因工程的基本操作程序 课件（44张PPT）高中生物学人教版选择性必修三.pptxVIP

2019人教版高中生物选择性必修3课件

基因工程

§3-2基因工程的基本操作程序;

培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因衣达载体的构建、将月的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。;

第一步

目的基因的筛选与获取;

目的基因的含义

■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。

■根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指编码蛋白质的基因，如;

通过产生苏云金杆菌伴孢晶体蛋白(Bt

抗虫蛋白),破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。科学家通过实验，将该细菌的“杀虫基因”转到棉花里，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。;

培育抗虫棉的抗虫基因

当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性受体。因此，Bt抗虫蛋白不会对人畜产生上述影响。;

方法

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

举例

在培育转基因抗虫棉之前，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。研究表明，苏云金杆菌的杀虫作用与Bt基因有关。科学家不仅掌握了Br基因的序列信息，也对Bt基因的表达产物——Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解。因此，Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因。

发展

随着测序技术的发展，以及遗传序列数据库(如GenBank)、序列比对工具 (如BLAST)等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，这也为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能。;

目的基因的获取

获取目的基因的方法有多种

获得目的基因的方法;

利用PCR获取和扩增目的基因

PCR含义

PCR是聚合酶链式反应的缩

写。它是一项根据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。

该技术由穆里斯等人???1985年发明，为此，穆里斯于1993年获得了诺贝尔化学奖。;

条件;

相关付息

■真核细胞和细菌的DNA

聚合酶都需要Mg2+激活。因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+。

■引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。;

利用PCR获取和扩增目的基因

扩增的过程;

利用PCR获取和扩增目的基因

扩增的过程

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变性(90℃以上)目的基因DNA受热变性后解为单链;

利用PCR获取和扩增目的基因

扩增的过程;

延伸溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，(72℃左右)根据碱基互补配对原则加到引物的3端，合成新的DNA链。;

利用PCR获取和扩增目的基因

扩增的过程;

利用PCR获取和扩增目的基因

扩增的过程;

循环多次。目的基因的量成指数形式扩增(约为2n,其中n为扩增循环的次数)。;

鉴定

完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。;

●本质：是一段有特殊序列结构的DNA片段。

●位置：位于基因的上游，紧挨转录的起始位点。

●作用：是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。;

基因衣达载体的组成

■目的基因

■标记基因■启动子

■终止子

●本质：也是一段有特殊序列结构的DNA片段。

●位置：位于基因的下游

●作用：使转录在所需要的地方停下来。;

构建方法;

1。

第三步

将目的基因导入受体细胞;

花粉管通道法

我国科学家独创。

■应用举例：抗虫棉的培育过程中，采用该法将Bt基因导入了棉花细胞。

■操作方法：有多种，如：

●用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；

●在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。;

农杆菌转化法

■转化的含义：是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

■农杆菌的特点：

●是一种在土壤中生活的微生物。

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