3.2.1基因工程的基本操作程序（第1課時(shí)）課件 高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

課前回顧重組DNA技術(shù)的基本工具？工具酶？限制酶的來源？本質(zhì)？作用？作用的化學(xué)鍵？結(jié)果？DNA連接酶的本質(zhì)？作用？作用的化學(xué)鍵？種類？載體的本質(zhì)？種類？作為載體需要的條件？什么是質(zhì)粒？DNA粗提取的原理？鑒定的原理？方法步驟3.2基因工程的基本操作程序(第1課時(shí))本節(jié)聚焦基因工程的基本操作程序主要包括哪幾個(gè)步驟？基因工程操作的每一步涉及的技術(shù)和方法有哪些？蘇云金桿菌與載體拼接

普通棉花（無抗蟲特性）

棉花細(xì)胞抗蟲棉提取表達(dá)Bt基因?qū)隑t基因重組DNA分子培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的簡要過程問題探討1.目的基因的篩選與獲取2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的

檢測與鑒定原核和真核基因的結(jié)構(gòu)啟動(dòng)子是一段有特殊堿基序列的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。終止子位于基因的尾端，相當(dāng)于一盞紅色信號(hào)燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來。典型的原核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu)示意圖典型的真核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu)示意圖目的基因的篩選與獲取一編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質(zhì)，原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)一樣長嗎？辨析：“啟動(dòng)子與終止子”和“起始密碼子與終止密碼子”真核細(xì)胞與原核細(xì)胞中基因表達(dá)過程示意圖原核和真核基因的結(jié)構(gòu)目的基因的篩選與獲取一目的基因的篩選與獲取目的基因1.概念：用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等的基因；如：與生物抗逆性、優(yōu)良品質(zhì)、生產(chǎn)藥物、毒物降解和工業(yè)用酶等相關(guān)的基因。主要是編碼特定蛋白質(zhì)的基因，也可以是具有調(diào)控作用的因子一資料：蘇云金桿菌通過產(chǎn)生蘇云金桿菌伴胞晶體蛋白（Bt抗蟲蛋白），破壞鱗翅目昆蟲的消化系統(tǒng)來殺死棉鈴蟲。科學(xué)家將“殺蟲基因”轉(zhuǎn)入棉花中，棉花產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白抵抗蟲害。目的基因目的基因的篩選與獲取篩選合適的目的基因方法：從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中篩選。DNA測序儀核苷酸序列比對(duì)氨基酸序列比對(duì)美國國家生物信息中心越來越多基因的功能和結(jié)構(gòu)被分析。一目的基因的獲取目的基因獲取方法從基因文庫中獲取通過DNA合成儀直接合成利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因目的基因的篩選與獲取一基因組文庫部分基因文庫（主要是cDNA文庫）基因文庫：基因組文庫：含有某種生物全部基因片段的重組DNA的克隆群體。1.從基因文庫中直接獲取目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一部分基因文庫：含有某種生物部分基因片段的重組DNA的克隆群體。目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一提取基因組DNADNA片段重組載體基因組文庫限制酶與載體連接導(dǎo)入受體菌提取特定組織或發(fā)育時(shí)期的mRNA單鏈DNA重組載體cDNA文庫雙鏈cDNA導(dǎo)入受體菌與載體連接DNA聚合酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因組文庫中的基因含有啟動(dòng)子、終止子、內(nèi)含子cDNA文庫中的基因不含以上結(jié)構(gòu)2.人工合成DNA合成儀（1）前提：基因比較小、核苷酸序列已知（2）方法：通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接合成目的基因目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一提取蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因？快速獲得大量抗蟲基因3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因結(jié)合體內(nèi)DNA復(fù)制過程，思考PCR的進(jìn)行需要哪些條件？目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一PCR——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR是一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。體內(nèi)DNA復(fù)制要點(diǎn)回顧條件原料：游離的脫氧核苷酸（A、T、G、C）模板：DNA的兩條鏈酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等能量：ATP復(fù)制原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（保證復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行）3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）DNA模板引物（2種）穩(wěn)定的緩沖溶液（一般添加Mg2+）四種脫氧核苷酸(dNTP)激活真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶基本過程變性復(fù)性延伸

條件P77引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸dATP與ATP在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？dATP為什么能用作DNA復(fù)制的底物？如圖所示，ATP結(jié)構(gòu)中的五碳糖為核糖，而dATP結(jié)構(gòu)中的五碳糖為脫氧核糖。ATP轉(zhuǎn)移掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后剩下的結(jié)構(gòu)就是腺嘌呤核糖核苷酸，所以ATP是轉(zhuǎn)錄的底物；同理，dATP轉(zhuǎn)移掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后剩下的結(jié)構(gòu)就是腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，所以dATP可以用作DNA復(fù)制的底物。3’5’3’5’3’5’3’5’A.變性90℃以上，雙鏈DNA解聚為單鏈B.復(fù)性50℃左右，兩種引物與兩條單鏈DNA結(jié)合C.延伸72℃左右，4種脫氧核苷酸在Taq酶的作用下，合成新的DNA鏈3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一第一輪循環(huán)的產(chǎn)物作為第二輪反應(yīng)的模板，經(jīng)過變性、復(fù)性和延伸三步產(chǎn)生第二輪循環(huán)的產(chǎn)物；第二輪循環(huán)的產(chǎn)物作為第三輪反應(yīng)的模板，經(jīng)過變性、復(fù)性和延伸三步產(chǎn)生第三輪的產(chǎn)物；第二輪循環(huán)的產(chǎn)物第三輪的產(chǎn)物完成后，常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一PCR視頻目的基因的篩選與獲取一PCR小結(jié)目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一受熱變性引物

耐高溫的DNA聚合酶(1)過程：（2）結(jié)果：1個(gè)模板DNA分子經(jīng)過n輪PCR，以_____方式擴(kuò)增，可以擴(kuò)增出

個(gè)DNA片段，共需要引物數(shù)量為

個(gè)。指數(shù)2n2n＋1－2堿基互補(bǔ)配對(duì)四種脫氧核苷酸模板、能量、酶解旋酶催化體外復(fù)制細(xì)胞內(nèi)（主要在細(xì)胞核內(nèi)）耐高溫的DNA聚合酶解旋酶、DNA聚合酶DNA在高溫下變性解旋大量的DNA片段形成整個(gè)DNA分子PCR與DNA復(fù)制過程比較3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因目的基因的獲取目的基因的篩選與獲取一用PCR可以擴(kuò)增mRNA嗎？mRNA不可以直接擴(kuò)增，需要將它逆轉(zhuǎn)錄成cDNA再進(jìn)行擴(kuò)增。1.逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成一條與RNA互補(bǔ)的DNA鏈，形成RNA-DNA雜交分子；2.核酸酶H降解RNA-DNA雜交分子中的RNA鏈，使之變成單鏈DNA；3.以單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子，即cDNA例：以下為逆轉(zhuǎn)錄過程和PCR擴(kuò)增過程示意圖。據(jù)圖分析,下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.催化①過程的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶B.④過程發(fā)生的變化是引物與單鏈DNA結(jié)合C.催化②⑤過程的酶都是DNA聚合酶D.如果R