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32.pptx

生物学（人教版）选择性必修三生物技术与工程第2节基因工程的基本操作程序第三章基因工程

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的机制是什么吗？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？从社会中来▲普通棉桃（左）和转基因抗虫棉桃（右）

抗虫机制：转基因抗虫棉的抗虫机制及培育过程Bt抗虫蛋白赋予棉花抗虫能力苏云金杆菌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过程：苏云金杆菌Bt抗虫蛋白基因提取与载体拼接导入棉花细胞抗虫棉表达目的基因的筛选与获取基因表达载体的构建将目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用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。1.目的基因：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基因

第一步：目的基因的筛选与获取2.筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选目的基因。如可以利用序列数据库（如GenBank）、序列对比工具（如BLAST）等，找到合适的目的基因。问题：筛选出来的目的基因如何获取呢？

第一步：目的基因的筛选与获取3.获取目的基因的方法：（1）人工合成目的基因在明确目的基因碱基序列的基础上，利用DNA合成仪自动化合成所需的DNA片段。▲DNA合成仪注：仅适用于较短的DNA。

将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，结合质粒导入受体菌群体中储存，这个受体菌群就是该生物的基因文库。第一步：目的基因的筛选与获取（2）从基因文库中获取供体生物基因组DNADNA片段限制酶酶切与载体重组导入mRNA逆转录cDNA与载体重组导入基因组文库cDNA文库基因文库提取提取

第一步：目的基因的筛选与获取（3）利用PCR特异性地快速扩增目的基因①概念：PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项在体外提供参与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。②原理：DNA半保留复制③优点：可以短时间内大量扩增目的基因凯利·穆里斯（1944.12-20198.7）④条件：

第一步：目的基因的筛选与获取体内DNA复制参与的组分在DNA复制中的作用PCR中参与的组分打开DNA双链提供DNA复制的模板合成子链的原料催化合成DNA子链维持pH稳定激活DNA聚合酶使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸解旋酶DNA母链4种脱氧核苷酸（实为dNTP）DNA聚合酶缓冲物质Mg2+引物（短的单链RNA）无需解旋酶，用高温代替DNA母链4种脱氧核苷酸（实为dNTP）耐高温的DNA聚合酶缓冲液Mg2+引物（2种，短的单链DNA）

第一步：目的基因的筛选与获取相关信息——dNTPdNTP是脱氧核苷三磷酸的缩写，N是指A、T、G、C四种含氮碱基，包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。它们是由两个磷酸分子和一个脱氧核苷酸组成的，其结构简图如下：PPP～～N脱氧核糖ATGC脱氧核苷酸dNTP还能为子链合成供能。

解旋RNA引物冈崎片段▲体内DNA复制过程（部分）353553355335第一步：目的基因的筛选与获取相关信息——引物引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。DNA双链解旋之后DNA聚合酶无法直接聚合游离的脱氧核苷酸，必须由引物提供3端之后才能开始连接脱氧核苷酸。由于DNA双链是反向平行的，所以PCR需要2种引物。引物的作用：使DNA聚合酶能从引物的3开始连接脱氧核苷酸，启动DNA的复制。注：PCR中的引物为短单链DNA，通常含20~30个核苷酸。的基因待扩增的DNA片段第一步：目的基因的筛选与获取⑤过程：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。变性5335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。5335延伸温度升至72℃左右，溶液中4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶作用下连接成新的DNA链。355353引物A53引物B第一次循环的产物

思考·讨论第一步：目的基因的筛选与获取第二次循环的产物3535353553353535533535353535353535353535353535351.PCR扩增的是完整的模板DNA分子吗？由此可知在扩增目的基因时，引物是根据什么来设计的？不是；扩增的是两种引物之间所对应的特定DNA片段；