目的基因的篩選與獲取 教學課件

目的基因的篩選與獲取我國轉基因抗蟲棉應時而生

1992年，我國棉鈴蟲災大爆發(fā)，農藥噴灑量增加，棉農損失慘重。

1991年，我國開始轉基因抗蟲棉項目；1993年底，轉基因植株培育成功，創(chuàng)造了具有我國自主知識產權的轉基因抗蟲棉，打破國際壟斷。

1990年，美國利用基因工程技術，將Bt殺蟲基因導入棉花，獲得轉基因抗蟲棉。截至2010年，我國棉花主產省抗蟲棉種植率超過95%，全國累計推廣種植2100萬公頃，新增產值超過440億元，農民增收250億元。殺蟲劑的使用下降了80%。問題：轉基因抗蟲棉是怎么獲得的？

培育轉基因抗蟲棉一般需要哪些步驟？Bt基因來自蘇云金芽孢桿菌(簡稱Bt),編碼一類具有殺蟲活性的毒蛋白，但對人等哺乳動物無害?；蚬こ膛嘤瓜x棉的簡要流程蘇云金芽孢桿菌獲取抗蟲基因抗蟲基因與載體連接導入棉花細胞檢測與鑒定轉基因抗蟲棉1.目的基因的篩選與獲取2.基因表達載體的構建3.將目的基因導入受體細胞4.目的基因的檢測與鑒定在基因工程的設計和操作中，用于改變受體細胞性狀或獲得預期表達產物等的基因。目的基因的篩選與獲取第一步目的基因根據不同的需要，目的基因不同，主要是指編碼蛋白質的基因。目前被廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、植物抗病基因（抗病毒、抗細菌)、人胰島素基因、人干擾素基因等。如與生物抗逆性、優(yōu)良品質、生產藥物、毒物降解和工業(yè)用酶等相關的基因。目的基因的獲取人工合成條件方法基因比較小，核苷酸序列已知化學合成法目的基因的獲取利用PCR技術擴增目的基因PCR技術全稱：多聚酶鏈式反應穆里斯等人于1988年發(fā)明，1993年獲諾貝爾化學獎。生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術，短時間內大量擴增目的基因。PCR誕生的理論基礎：DNA的半保留復制。細胞內復制過程：解旋-子鏈延伸-復旋1.DNA復制需要解旋，細胞中這一過程如何實現？在試管中如何實現？細胞中，DNA的解旋由DNA解旋酶催化完成。在試管中，可以通過加熱斷開氫鍵完成解旋。所需溫度一般為90-95℃。PCR的條件2.催化DNA子鏈合成的酶是哪一種酶？PCR反應過程需要較高的溫度，所使用的酶需要具有什么樣的特點？催化DNA合成的是DNA聚合酶。該酶由中國科學家錢嘉韻于黃石公園熱泉微生物中分離得到，70℃條件下反應2h活性殘余>90%。PCR過程中，需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）催化完成。PCR的條件3.DNA聚合酶的特點：在已有核苷酸鏈的3’端添加單個核苷酸。據此推測，PCR還需要提供什么樣的條件？根據目的基因兩條鏈

端的堿基序列，設計并添加相應引物。兩種引物序列往往既不相同，也不互補。PCR過程中，需要提供一小段已有核苷酸鏈，我們稱為引物。3’請同學們思考，子鏈的延伸方向是什么？自身的5’→3’5’端3’端PCR的條件4.細胞內DNA復制利用

提供能量，并以

作為原料。PCR過程中，利用dATP、dTTP、dCTP、dGTP同時提供原料和能量。統(tǒng)稱為dNTP。d代表脫氧核糖，dATP：脫氧腺苷三磷酸。ATP脫氧核苷酸PCR的條件5.利用PCR復制DNA的過程中，所需要的模板是什么？目的基因的雙鏈作為復制的模板。6.適宜的PH值和液體環(huán)境：試管內加入緩沖液。PCR的條件（1）DNA（目的基因）模板。（2）分別與模板DNA相結合的兩種引物。（3）A、T、G、C四種脫氧核苷酸和能量。（4）耐高溫的DNA聚合酶。（5）穩(wěn)定的緩沖溶液（一般添加Mg2+）。耐高溫的DNA聚合酶引物四種脫氧核苷酸DNA模板PCR的條件PCR的反應過程A．變性當溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈。待擴增的DNA片段B．復性溫度下降到50℃左右，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合。C．延伸溫度上升到72℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。觀看視頻，跟隨視頻畫出前三個循環(huán)的過程，并思考：1.幾輪循環(huán)后會出現只有目的基因片段的DNA分子？2.理論上講，N個循環(huán)后，會出現多少個DNA片段？PCR的過程資料PCR的過程幾輪循環(huán)后會出現只有目的基因片段的DNA分子？理論上講，N個循環(huán)后，會出現多少個DNA片段？3輪循環(huán)后會出現只有目的基因片段的DNA分子。產物的計算公式：2NPCR的過程動腦想一想

胞內復制PCR反應解旋在

酶作用下，細胞提供

，雙鏈

解開加熱至

℃，雙鏈

解開，不需要

酶特點

酶

復制次數

相同點都需要

，

，

，都需要在一定的

中進行，都遵循

。DNA解旋ATP部分9