3.2 基因工程的基本操作程序（第2课时）课件(共29张PPT)人教版生物选择性必修3
文档属性
| 名称 | 3.2 基因工程的基本操作程序（第2课时）课件(共29张PPT)人教版生物选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-24 08:27:42 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
第3章 第2节
基因工程的基本操作程序
（第2课时）
【学习目标】
1.掌握基因表达载体的组成，并理解构建基因表达载体的目的
2. 构建基因表达载体模型，通过动手操作，探究双酶切和单 酶切连接产物的不同
3、结合实例，列举将目的基因导入受体细胞的方法
4、理解目的基因检测与鉴定的原理和方法
1、转基因抗虫棉的培育哪几个步骤？
1.目的基因的筛选与获取
4.目的基因的检测与鉴定
2.基因表达载体的构建
3.将目的基因导入受体细胞
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序
回顾
目的基因的筛选与获取
(1)目的基因：
(2)培育转基因抗虫棉的目的基因？来源？
2、目的基因
Bt抗虫蛋白基因，简称Bt基因， 来自苏云金杆菌
主要指的是编码蛋白质的基因。
回顾
回顾
3、获取目的基因的方法
（1）人工合成目的基因
（2）PCR 特异性地快速扩增目的基因(常用）
（3) 通过构建基因文库来获取目的基因
能不能直接将获取的Bt基因导入棉花细胞，为什么？如果不能，如何避免该结果的发生呢？
不能。游离的DNA片段进入受体细胞，一般会直接被分解，且游离的DNA片段不能稳定遗传。
构建基因表达载体（核心工作）
思考
基因表达载体的构建（核心工作）
确保基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时使目的基因能够表达和发挥作用。
1、目的：
思考：要使目的基因在受体细胞中稳定存在，需要哪种工具？
要使目的基因能够表达和发挥作用，载体还需要哪些结构？
基因表达载体的构建（核心工作）
2、基因表达载体的组成
【任务1】小组合作，利用小工具包里面的组件，在白色卡纸的相应位置上粘贴基因表达载体的组件并标上名称，并思考以下问题
(1)各组件的作用？
(2)目的基因插入的位置
目的基因：能控制表达所需要的蛋白质
启动子：
位置：基因的上游
功能：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
复制原点：
DNA复制的起始位点
终止子：
位置：基因的下游
功能：终止转录
标记基因：便于重组DNA分子的筛选和鉴定
基因表达载体的构建（核心工作）
基因表达载体的构建（核心工作）
启动子 终止子 起始密码子
终止密码子
位置
作用
DNA
mRNA
转录的起点和终点
翻译的起点和
终点
思考：启动子、终止子与起始密码子、终止密码子的区别？
基因表达载体的构建（核心工作）
【任务2】构建基因表达载体
1、利用图示的质粒和Bt基因构建基因表达载体，可以选择什么样的限制酶？
基因表达载体的构建（核心工作）
2、现已通过PCR获取了如下两种Bt基因，小组合作，利用手中的教具构建基因表达载体并粘贴到白板上(仅考虑目的基因与载体连接），蓝色环状纸带—质粒，粉色条带—目的基因，剪刀—限制酶，胶带—DNA连接酶
EcoRⅠ：G↓AATTC
HindⅢ：A↓AGCTT
单酶切其它链接情况
双酶切与单酶切相比有什么优点？
3、总结限制酶的选择原则
(1)不破坏目的基因原则
(2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则
(3)确保出现相同黏性末端原则
(4)为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，使用双酶切法
将目的基因导入受体细胞
1.目的基因导入植物细胞
花粉管通道法（我国科学家独创）
农杆菌转化法（最常用）
常用方法：
将目的基因导入受体细胞
1.目的基因导入植物细胞
农杆菌转化法
转化：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。
（可转移的DNA）
农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
农杆菌能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。
自主学习课本81页，明确农杆菌侵染的植物种类？农杆菌转化法的原理？
构建表达载体
转入 农杆菌
筛选
含重组Ti质粒的农杆菌
农杆菌转化法
导入植物细胞
筛选
成功导入的植物细胞
获得
将目的基因导入受体细胞
2.目的基因导入微生物细胞
常用方法：
Ca2+处理
可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
Ca2+
感受态细胞
吸收
（感受态细胞）
目的：
将目的基因导入受体细胞
3.目的基因导入动物细胞
常用方法：
显微注射法
类型 检测内容
分子水平的检测
个体生物学水平的鉴定
受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因
目的基因是否转录出了mRNA
目的基因是否翻译成蛋白质
个体是否具有相应性状
将目的基因的检测与鉴定
目的基因的检测与鉴定
【任务3】小组讨论解决以下问题：
1、如何检测Bt基因是否插入到棉花细胞的染色体DNA上？
2、如何检测Bt基因是否转录出了mRNA
3、如何检测Bt基因是否翻译出了抗虫蛋白？
4、如何检测获得的棉花植株具有抗虫性状？
检测一： Bt基因是否插入到受体细胞的染色体DNA中
方法1：PCR扩增
转基因生物
提取DNA
根据目的基因的序列设计PCR引物
PCR操作
是否扩增出目的基因
电泳
将目的基因的检测与鉴定
DNA变性
原理：带标记的基因探针，与目的基因DNA单链在一定条件互补配对，结合成双链，从而出现杂交带。
方法2：DNA分子杂交技术
检测一： Bt基因是否插入到受体细胞的染色体DNA中
将目的基因的检测与鉴定
方法1： RT-PCR扩增
转基因生物
提取RNA
RNA作为模板
PCR操作
电泳
是否扩增出目的基因
逆转录
cDNA
方法2： DNA分子杂交技术
检测二：检测Bt基因是否成功转录得到mRNA
将目的基因的检测与鉴定
方法：抗原— 抗体杂交技术
过程：提取转基因植物的蛋白质+相应抗体 → 是否出现杂交带
检测三：检测Bt基因是否成功翻译得到蛋白质
将目的基因的检测与鉴定
检测四：检测转基因棉花是否出现相应性状
方法：
抗虫接种实验
将目的基因的检测与鉴定
饲喂
转基因生物
棉铃虫死亡
当堂巩固
1、（2022春·陕西渭南·高二统考期末）下列有关基因表达载体的叙述，错误的是（ ）
A．具有复制原点，使目的基因能在受体细胞内扩增
B．具有启动子，作为翻译多肽链的起始信号
C．具有标记基因，有利于目的基因的检测和筛选
D．具有目的基因，以获得特定的基因表达产物
B
当堂巩固
2、（2022春·浙江嘉兴·高二校考期中）下列技术依据碱基互补配对原理的是（ ）。
①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因
②检测目的基因是否转录出了mRNA
③检测目的基因是否翻译成蛋白质
④通过观察害虫吃棉叶是否死亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性
A．①②③④ B．①② C．①②④ D．①②③
B
第3章 第2节
基因工程的基本操作程序
（第2课时）
【学习目标】
1.掌握基因表达载体的组成，并理解构建基因表达载体的目的
2. 构建基因表达载体模型，通过动手操作，探究双酶切和单 酶切连接产物的不同
3、结合实例，列举将目的基因导入受体细胞的方法
4、理解目的基因检测与鉴定的原理和方法
1、转基因抗虫棉的培育哪几个步骤？
1.目的基因的筛选与获取
4.目的基因的检测与鉴定
2.基因表达载体的构建
3.将目的基因导入受体细胞
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序
回顾
目的基因的筛选与获取
(1)目的基因：
(2)培育转基因抗虫棉的目的基因？来源？
2、目的基因
Bt抗虫蛋白基因，简称Bt基因， 来自苏云金杆菌
主要指的是编码蛋白质的基因。
回顾
回顾
3、获取目的基因的方法
（1）人工合成目的基因
（2）PCR 特异性地快速扩增目的基因(常用）
（3) 通过构建基因文库来获取目的基因
能不能直接将获取的Bt基因导入棉花细胞，为什么？如果不能，如何避免该结果的发生呢？
不能。游离的DNA片段进入受体细胞，一般会直接被分解，且游离的DNA片段不能稳定遗传。
构建基因表达载体（核心工作）
思考
基因表达载体的构建（核心工作）
确保基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时使目的基因能够表达和发挥作用。
1、目的：
思考：要使目的基因在受体细胞中稳定存在，需要哪种工具？
要使目的基因能够表达和发挥作用，载体还需要哪些结构？
基因表达载体的构建（核心工作）
2、基因表达载体的组成
【任务1】小组合作，利用小工具包里面的组件，在白色卡纸的相应位置上粘贴基因表达载体的组件并标上名称，并思考以下问题
(1)各组件的作用？
(2)目的基因插入的位置
目的基因：能控制表达所需要的蛋白质
启动子：
位置：基因的上游
功能：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
复制原点：
DNA复制的起始位点
终止子：
位置：基因的下游
功能：终止转录
标记基因：便于重组DNA分子的筛选和鉴定
基因表达载体的构建（核心工作）
基因表达载体的构建（核心工作）
启动子 终止子 起始密码子
终止密码子
位置
作用
DNA
mRNA
转录的起点和终点
翻译的起点和
终点
思考：启动子、终止子与起始密码子、终止密码子的区别？
基因表达载体的构建（核心工作）
【任务2】构建基因表达载体
1、利用图示的质粒和Bt基因构建基因表达载体，可以选择什么样的限制酶？
基因表达载体的构建（核心工作）
2、现已通过PCR获取了如下两种Bt基因，小组合作，利用手中的教具构建基因表达载体并粘贴到白板上(仅考虑目的基因与载体连接），蓝色环状纸带—质粒，粉色条带—目的基因，剪刀—限制酶，胶带—DNA连接酶
EcoRⅠ：G↓AATTC
HindⅢ：A↓AGCTT
单酶切其它链接情况
双酶切与单酶切相比有什么优点？
3、总结限制酶的选择原则
(1)不破坏目的基因原则
(2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则
(3)确保出现相同黏性末端原则
(4)为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，使用双酶切法
将目的基因导入受体细胞
1.目的基因导入植物细胞
花粉管通道法（我国科学家独创）
农杆菌转化法（最常用）
常用方法：
将目的基因导入受体细胞
1.目的基因导入植物细胞
农杆菌转化法
转化：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。
（可转移的DNA）
农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
农杆菌能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。
自主学习课本81页，明确农杆菌侵染的植物种类？农杆菌转化法的原理？
构建表达载体
转入 农杆菌
筛选
含重组Ti质粒的农杆菌
农杆菌转化法
导入植物细胞
筛选
成功导入的植物细胞
获得
将目的基因导入受体细胞
2.目的基因导入微生物细胞
常用方法：
Ca2+处理
可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
Ca2+
感受态细胞
吸收
（感受态细胞）
目的：
将目的基因导入受体细胞
3.目的基因导入动物细胞
常用方法：
显微注射法
类型 检测内容
分子水平的检测
个体生物学水平的鉴定
受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因
目的基因是否转录出了mRNA
目的基因是否翻译成蛋白质
个体是否具有相应性状
将目的基因的检测与鉴定
目的基因的检测与鉴定
【任务3】小组讨论解决以下问题：
1、如何检测Bt基因是否插入到棉花细胞的染色体DNA上？
2、如何检测Bt基因是否转录出了mRNA
3、如何检测Bt基因是否翻译出了抗虫蛋白？
4、如何检测获得的棉花植株具有抗虫性状？
检测一： Bt基因是否插入到受体细胞的染色体DNA中
方法1：PCR扩增
转基因生物
提取DNA
根据目的基因的序列设计PCR引物
PCR操作
是否扩增出目的基因
电泳
将目的基因的检测与鉴定
DNA变性
原理：带标记的基因探针，与目的基因DNA单链在一定条件互补配对，结合成双链，从而出现杂交带。
方法2：DNA分子杂交技术
检测一： Bt基因是否插入到受体细胞的染色体DNA中
将目的基因的检测与鉴定
方法1： RT-PCR扩增
转基因生物
提取RNA
RNA作为模板
PCR操作
电泳
是否扩增出目的基因
逆转录
cDNA
方法2： DNA分子杂交技术
检测二：检测Bt基因是否成功转录得到mRNA
将目的基因的检测与鉴定
方法：抗原— 抗体杂交技术
过程：提取转基因植物的蛋白质+相应抗体 → 是否出现杂交带
检测三：检测Bt基因是否成功翻译得到蛋白质
将目的基因的检测与鉴定
检测四：检测转基因棉花是否出现相应性状
方法：
抗虫接种实验
将目的基因的检测与鉴定
饲喂
转基因生物
棉铃虫死亡
当堂巩固
1、（2022春·陕西渭南·高二统考期末）下列有关基因表达载体的叙述，错误的是（ ）
A．具有复制原点，使目的基因能在受体细胞内扩增
B．具有启动子，作为翻译多肽链的起始信号
C．具有标记基因，有利于目的基因的检测和筛选
D．具有目的基因，以获得特定的基因表达产物
B
当堂巩固
2、（2022春·浙江嘉兴·高二校考期中）下列技术依据碱基互补配对原理的是（ ）。
①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因
②检测目的基因是否转录出了mRNA
③检测目的基因是否翻译成蛋白质
④通过观察害虫吃棉叶是否死亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性
A．①②③④ B．①② C．①②④ D．①②③
B