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生物选择性必修3第3章 基因工程第2节 基因工程的基本操作程序课文配套ppt课件
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这是一份生物选择性必修3第3章 基因工程第2节 基因工程的基本操作程序课文配套ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了模板DNA，第1轮结束，第2轮开始，第2轮结束，归纳比较，a目的基因，b启动子，c终止子，表达特定性状等内容，欢迎下载使用。
问题： 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？
基因工程的基本操作程序（四个步骤）
有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用。
载体进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。
才能确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传和正确表达。
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。
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。
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因、人干扰素基因等。
转基因抗虫棉的抗虫机制
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。
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。
从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选，是较为有效的方法之一。
随着测序技术的发展，序列数据库（如GenBank）、序列对比工具（如BLAST）等的应用，更多的基因的结构和功能为人们所知，为科学家找到合适的目的基因提供更多机会和可能。
利用PCR技术获取和扩增
利用PCR获取和扩增目的基因
聚合酶链式反应( Plymerase Chain Reactin )的缩写。
美国科学家穆里斯等人发明 1993年获诺贝尔奖
DNA半保留复制的原理。
是一项在体外对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
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。
（1）DNA（目的基因）模板。（2）分别与模板DNA相结合的两种引物。（3）A、T、G、C四种脱氧核苷酸。（4）耐高温的DNA聚合酶。（5）稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）。（6）能严格控制温度的温控设备。
A．变性当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。
B．复性 温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
C．延伸 温度上升到72℃左右，溶液中的四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。
变性、复性和延伸三步反应完成后，一个DNA分子就复制成了2个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。
完成后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物。
在PCR扩增仪中自动完成的。
利用PCR获取和扩增目的基因过程：
PCR技术与细胞内DNA复制的比较
2）使目的基因能够表达和发挥作用。
1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，且可以 遗传给下一代
一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游（首端），紧挨转录的起始位点是RNA聚合酶的识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
有时为满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子。
诱导物存在时，可激活或抑制目的基因的表达。
一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的下游（尾端），标志着转录的停止。
作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，筛选含有目的基因的受体细胞。
d.标记基因（抗生素抗性基因）
位于基因的首端,是RNA聚合酶结合位点，基因转录的开始
位于基因的末端,终止转录
检测目的基因是否导入受体细胞
e、复制原点：DNA聚合酶结合位点
基因表达载体的构建过程
3.将切下的目的基因片段拼接到载体的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子。
2.用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段。
1.用一定的限制酶切割载体，使其出现一个切口，露出黏性末端.
动物细胞植物细胞原核细胞（大肠杆菌、土壤农杆菌等）
将目的基因导入受体细胞
针对不同的受体细胞，选用不同的方法。
在植物授粉后一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴在花柱切面，使目的基因通过花粉管通道进入胚囊。
用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；
易感染双子叶植物和裸子植物；
内含Ti质粒，其上的T-DNA可转移至受体细胞的染色体DNA上。
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。
将从叶片取下的圆形小片与农杆菌共培养，筛选转化细胞，再生成植株；
随转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻 、玉米等单子叶植物也取得成功。
根据受体植物不同，具体转化方法有所区别
将花序浸没在含农杆菌的溶液中，培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定。
将含有目的基因的表达载体提纯
基因工程中，常用原核生物作为受体细胞。
1.繁殖周期短2.体积小易于培养操作3.多为单细胞，遗传物质相对较少4.经济实用
感受态细胞吸收DNA分子
重组表达载体与感受态细胞混合
问题： 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？
基因工程的基本操作程序（四个步骤）
有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用。
载体进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。
才能确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传和正确表达。
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。
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。
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因、人干扰素基因等。
转基因抗虫棉的抗虫机制
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。
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。
从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选，是较为有效的方法之一。
随着测序技术的发展，序列数据库（如GenBank）、序列对比工具（如BLAST）等的应用，更多的基因的结构和功能为人们所知，为科学家找到合适的目的基因提供更多机会和可能。
利用PCR技术获取和扩增
利用PCR获取和扩增目的基因
聚合酶链式反应( Plymerase Chain Reactin )的缩写。
美国科学家穆里斯等人发明 1993年获诺贝尔奖
DNA半保留复制的原理。
是一项在体外对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
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。
（1）DNA（目的基因）模板。（2）分别与模板DNA相结合的两种引物。（3）A、T、G、C四种脱氧核苷酸。（4）耐高温的DNA聚合酶。（5）稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）。（6）能严格控制温度的温控设备。
A．变性当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。
B．复性 温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
C．延伸 温度上升到72℃左右，溶液中的四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。
变性、复性和延伸三步反应完成后，一个DNA分子就复制成了2个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。
完成后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物。
在PCR扩增仪中自动完成的。
利用PCR获取和扩增目的基因过程：
PCR技术与细胞内DNA复制的比较
2）使目的基因能够表达和发挥作用。
1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，且可以 遗传给下一代
一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游（首端），紧挨转录的起始位点是RNA聚合酶的识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
有时为满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子。
诱导物存在时，可激活或抑制目的基因的表达。
一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的下游（尾端），标志着转录的停止。
作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，筛选含有目的基因的受体细胞。
d.标记基因（抗生素抗性基因）
位于基因的首端,是RNA聚合酶结合位点，基因转录的开始
位于基因的末端,终止转录
检测目的基因是否导入受体细胞
e、复制原点：DNA聚合酶结合位点
基因表达载体的构建过程
3.将切下的目的基因片段拼接到载体的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组DNA分子。
2.用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段。
1.用一定的限制酶切割载体，使其出现一个切口，露出黏性末端.
动物细胞植物细胞原核细胞（大肠杆菌、土壤农杆菌等）
将目的基因导入受体细胞
针对不同的受体细胞，选用不同的方法。
在植物授粉后一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴在花柱切面，使目的基因通过花粉管通道进入胚囊。
用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；
易感染双子叶植物和裸子植物；
内含Ti质粒，其上的T-DNA可转移至受体细胞的染色体DNA上。
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。
将从叶片取下的圆形小片与农杆菌共培养，筛选转化细胞，再生成植株；
随转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻 、玉米等单子叶植物也取得成功。
根据受体植物不同，具体转化方法有所区别
将花序浸没在含农杆菌的溶液中，培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定。
将含有目的基因的表达载体提纯
基因工程中，常用原核生物作为受体细胞。
1.繁殖周期短2.体积小易于培养操作3.多为单细胞，遗传物质相对较少4.经济实用
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