3.2基因工程的基本操作程序第一课时课件(共16张PPT1个视频)-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 3.2基因工程的基本操作程序第一课时课件(共16张PPT1个视频)-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 51.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-18 16:29:09 | ||
图片预览
文档简介
(共16张PPT)
第3章 基因工程
第2节 基因工程的基本操作程序（第一课时）
2
1
通过小组合作，完成基因工程生产抗菌肽的设计方案，并尝试改造抗菌肽。(科学探究)
理解掌握基因工程的基本操作程序， 提高实验设计与操作能力、信息提取与分析能力、自主学习与合作的能力，提升学生科学素养（科学思维）
了解基因工程在现实生活中的应用，理性评价基因工程的优势与潜在风险，树立正确的价值观（生命观念、社会责任）
3
01
该怎么获得A基因呢
序列数据库（如GenBank）
一、目的基因的筛选和获取
从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。
目的基因的筛选：
AAGGGGCTTTGGAGTAAAATAAAAGAAGTAGGAAAAGAAGCAGCAAAAGCTGCAGCAAAAGCTGCAGGAAAAGCGGCTTTAGGTGCAGTTTCTGAGGCGGTG
ADR基因
利用PCR获取和扩增A基因
一、目的基因的筛选和获取
PCR——聚合酶链式反应
根据DNA半保留复制的原理，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。
此处为视频1
【重温】DNA体内复制的过程及条件
合成子链
解旋
形成新DNA
条件 在DNA复制中的作用
DNA母链
4种脱氧核苷酸
解旋酶
DNA聚合酶
引物
提供DNA复制的模板
合成DNA子链的原料
打开DNA双链
催化合成DNA子链
使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
一、目的基因的筛选和获取
高温
耐高温DNA聚合酶
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。（长度通常为20-30个核苷酸）。
此处为视频2
思考:PCR技术获取目的基因时，至少要经过几次循环才能从DNA分子中间分离出A基因？
5’
3’
5’
5’
第一次循环
第二次循环
3’
5’
第三次循环
3’
3’
经过3次，可以产生两条单链等长的目的基因片段。
一、目的基因的筛选和获取
01
一、目的基因的筛选和获取
资料：若将抗菌肽（由34个氨基酸组成）中第27位的甘氨酸（密码子：GGG）替换为赖氨酸（密码子：AAG），则将解决该抗菌肽生物活性低等现状。
5’AAGG ┉ CGGGGAA ┉ CGTG 3’
3’TT CC ┉ GCCCCTT ┉ GCAC 5’
第27位
5’AAGG ┉ CGAAGAA ┉ CGTG 3’
3’TT CC ┉ GCTTCTT ┉ GCAC 5’
第27位
此处为视频3
01
大引物PCR
常用来研究蛋白质结构改变导致功能变化的一种定点诱变技术。该方法仅需进行两次PCR反应，第一次加突变引物和侧翼引物，第一次PCR的产物作为第二次PCR扩增的大引物，过程如右图。
任务一：请同学们仔细阅读资料，尝试利用大引物PCR技术在A基因中引入突变位点（GG替换为AA）。
要求：
1.利用准备好的材料把两次PCR的过程均展示在白板上。
红色磁片代表A基因，蓝色磁片代表引物， 绿色磁片代表延伸的子链。
2.在子链上写出对应的碱基序列，并标明5’和 3’。
02
思考：各种元件有什么作用？
二.基因表达载体的构建(核心步骤)
启动子：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：终止转录标记基因：便于重组DNA分子的筛选二.基因表达载体的构建(核心步骤)目的：确保基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。
02
任务二：为了让改造后的A基因更好的与所选质粒连接，构建基因表达载体。请结合质粒，优化之前设计的引物。
二.基因表达载体的构建(核心步骤)
5’AAGG ┉ CGAAGAA ┉ CGTG 3’
3’TT CC ┉ GCTTCTT ┉ GCAC 5’
3’GCAC 5’
5’AAGG 3’
5’AAGCTT
转录方向
A1基因(改造后的基因）序列
GGGCCC 5’
A
智慧闯关
1．（单选）下列关于PCR技术的叙述正确的是（ ）
A．PCR技术所用TaqDNA聚合酶能耐高温，其最适温度是95℃
B．扩增的原料会依次连接到引物的5'端
C．在第2轮循环产物中开始出现目标DNA片段
D．每次循环都需经过变性、复性和延伸
D
2. (不定项）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，下列关于基因表达载体的叙述，错误的是( )
A．基因表达载体上需要有启动子，启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点
B．终止子位于RNA上，是转录结束的信号
C．切割目的基因和载体的酶必须是同一种限制酶
D．常利用抗生素合成基因作为标记基因
A
智慧闯关
BCD
A
课后延伸
在实际进行目的基因与质粒的连接时，是否能确保所有目的基因均与质粒成功连接？若连接过程并非 100% 成功，还可能出现哪些常见的异常情况？
第3章 基因工程
第2节 基因工程的基本操作程序（第一课时）
2
1
通过小组合作，完成基因工程生产抗菌肽的设计方案，并尝试改造抗菌肽。(科学探究)
理解掌握基因工程的基本操作程序， 提高实验设计与操作能力、信息提取与分析能力、自主学习与合作的能力，提升学生科学素养（科学思维）
了解基因工程在现实生活中的应用，理性评价基因工程的优势与潜在风险，树立正确的价值观（生命观念、社会责任）
3
01
该怎么获得A基因呢
序列数据库（如GenBank）
一、目的基因的筛选和获取
从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。
目的基因的筛选：
AAGGGGCTTTGGAGTAAAATAAAAGAAGTAGGAAAAGAAGCAGCAAAAGCTGCAGCAAAAGCTGCAGGAAAAGCGGCTTTAGGTGCAGTTTCTGAGGCGGTG
ADR基因
利用PCR获取和扩增A基因
一、目的基因的筛选和获取
PCR——聚合酶链式反应
根据DNA半保留复制的原理，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。
此处为视频1
【重温】DNA体内复制的过程及条件
合成子链
解旋
形成新DNA
条件 在DNA复制中的作用
DNA母链
4种脱氧核苷酸
解旋酶
DNA聚合酶
引物
提供DNA复制的模板
合成DNA子链的原料
打开DNA双链
催化合成DNA子链
使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
一、目的基因的筛选和获取
高温
耐高温DNA聚合酶
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。（长度通常为20-30个核苷酸）。
此处为视频2
思考:PCR技术获取目的基因时，至少要经过几次循环才能从DNA分子中间分离出A基因？
5’
3’
5’
5’
第一次循环
第二次循环
3’
5’
第三次循环
3’
3’
经过3次，可以产生两条单链等长的目的基因片段。
一、目的基因的筛选和获取
01
一、目的基因的筛选和获取
资料：若将抗菌肽（由34个氨基酸组成）中第27位的甘氨酸（密码子：GGG）替换为赖氨酸（密码子：AAG），则将解决该抗菌肽生物活性低等现状。
5’AAGG ┉ CGGGGAA ┉ CGTG 3’
3’TT CC ┉ GCCCCTT ┉ GCAC 5’
第27位
5’AAGG ┉ CGAAGAA ┉ CGTG 3’
3’TT CC ┉ GCTTCTT ┉ GCAC 5’
第27位
此处为视频3
01
大引物PCR
常用来研究蛋白质结构改变导致功能变化的一种定点诱变技术。该方法仅需进行两次PCR反应，第一次加突变引物和侧翼引物，第一次PCR的产物作为第二次PCR扩增的大引物，过程如右图。
任务一：请同学们仔细阅读资料，尝试利用大引物PCR技术在A基因中引入突变位点（GG替换为AA）。
要求：
1.利用准备好的材料把两次PCR的过程均展示在白板上。
红色磁片代表A基因，蓝色磁片代表引物， 绿色磁片代表延伸的子链。
2.在子链上写出对应的碱基序列，并标明5’和 3’。
02
思考：各种元件有什么作用？
二.基因表达载体的构建(核心步骤)
启动子：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：终止转录标记基因：便于重组DNA分子的筛选二.基因表达载体的构建(核心步骤)目的：确保基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。
02
任务二：为了让改造后的A基因更好的与所选质粒连接，构建基因表达载体。请结合质粒，优化之前设计的引物。
二.基因表达载体的构建(核心步骤)
5’AAGG ┉ CGAAGAA ┉ CGTG 3’
3’TT CC ┉ GCTTCTT ┉ GCAC 5’
3’GCAC 5’
5’AAGG 3’
5’AAGCTT
转录方向
A1基因(改造后的基因）序列
GGGCCC 5’
A
智慧闯关
1．（单选）下列关于PCR技术的叙述正确的是（ ）
A．PCR技术所用TaqDNA聚合酶能耐高温，其最适温度是95℃
B．扩增的原料会依次连接到引物的5'端
C．在第2轮循环产物中开始出现目标DNA片段
D．每次循环都需经过变性、复性和延伸
D
2. (不定项）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，下列关于基因表达载体的叙述，错误的是( )
A．基因表达载体上需要有启动子，启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点
B．终止子位于RNA上，是转录结束的信号
C．切割目的基因和载体的酶必须是同一种限制酶
D．常利用抗生素合成基因作为标记基因
A
智慧闯关
BCD
A
课后延伸
在实际进行目的基因与质粒的连接时，是否能确保所有目的基因均与质粒成功连接？若连接过程并非 100% 成功，还可能出现哪些常见的异常情况？