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高中生物人教版 (2019)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集体备课ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (2019)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集体备课ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了你是否相信，教学目标，知识目标，能力目标，情感态度与价值观，教学重难点，目的基因的获取，人工合成的方法，构建基因组文库，构建部分基因文库等内容，欢迎下载使用。
1.2 基因工程的 基本操作程序
简述基因工程的原理和技术 。
1、通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
2、通过举一反三，掌握基因工程操作过程，养学生对相关知识的理解能力及良好的语言表达能力。
通过引导学生在网上的探究活动，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
基因工程的基本操作程序的四个步骤 。
从基因文库中获取目的基因。
利用PCR技术扩增目的基因。
基因工程的基本操作程序
目的基因主要是指_______________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)、种子贮藏蛋白的基因、人胰岛素基因、干扰素基因等。
（3）获得目的基因的方法：
1、从基因文库中获取目的基因
3、利用PCR技术扩增目的基因
将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，成为基因文库。
部分基因文库(cDNA文库)：
含有一种生物的全部基因
含有一种生物的部分基因
提取某种生物的全部DNA
将DNA片段与载体连接
1.4怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因
根据目的基因的有关信息，如根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质的特性来获取目的基因。
2.1 反转录法：
单链DNA (cDNA）
双链DNA (即目的基因)
以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。
2.2 根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
3.1 PCR技术(聚合酶链式反应)原理：
DNA双链复制的基本原理。
3.2 PCR技术反应前提：
一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物。
一小段单链DNA或RNA，一般20～30个碱基，能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。
热稳定DNA聚合酶(Taq酶）
3.2 PCR技术反应条件：
目的基因DNA受热解成单链
合成链受DNA聚合酶的作用
3.3PCR技术反应过程：
重组DNA分子（重组质粒）
二、基因表达载体的构建
目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。
（1）重组质粒的形成：
载体的作用：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
（2）基因表达载体的组成：
有人采用总DNA注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总DNA提取出来，通过注射或花粉管通道法导入受体植物，没有进行表达载体的构建，这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导入了受体植物。此法目前争议颇多，严格来讲不算基因工程。
将目的基因直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？
科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。 起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。 然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。
三、将目的基因导入受体细胞
（1）常用的受体细胞：
动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。
（2）将目的基因导入受体细胞的原理：
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
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。
感受态细胞吸收DNA分子
（3）将目的基因导入受体细胞的方法：
农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物。Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞的染色体上。
目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达
目的基因插入Ti质粒的T-DNA上
整合到受体细胞的染色体上
受精卵移植入输卵管或子宫
原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，故早期常作为受体细胞。
重组表达载体DNA溶于缓冲液
①检测转基因生物染色体的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
抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
四、目的基因的检测与鉴定
若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。
细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
获取能编码某种蛋白质结构基因
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下代，使目的基因能够表达
是目的基因进入受体细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程
检测目的基因检测目的基因是否转录，并翻译成蛋白质。
1、 PCR技术扩增过程:
①DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板 在热作用下，______断裂，形成_______ 。
②复性（55℃-60℃）：系统温度降低，引物 与DNA模板结合，形成局部________。
③延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从 引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补 的____________。
（1）用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出___________。（2）用_______________切断目的基因，使其产生___________________。
（3）将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量________________，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）。
2、重组质粒形成过程:
1.2 基因工程的 基本操作程序
简述基因工程的原理和技术 。
1、通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
2、通过举一反三，掌握基因工程操作过程，养学生对相关知识的理解能力及良好的语言表达能力。
通过引导学生在网上的探究活动，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
基因工程的基本操作程序的四个步骤 。
从基因文库中获取目的基因。
利用PCR技术扩增目的基因。
基因工程的基本操作程序
目的基因主要是指_______________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)、种子贮藏蛋白的基因、人胰岛素基因、干扰素基因等。
（3）获得目的基因的方法：
1、从基因文库中获取目的基因
3、利用PCR技术扩增目的基因
将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，成为基因文库。
部分基因文库(cDNA文库)：
含有一种生物的全部基因
含有一种生物的部分基因
提取某种生物的全部DNA
将DNA片段与载体连接
1.4怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因
根据目的基因的有关信息，如根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质的特性来获取目的基因。
2.1 反转录法：
单链DNA (cDNA）
双链DNA (即目的基因)
以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。
2.2 根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
3.1 PCR技术(聚合酶链式反应)原理：
DNA双链复制的基本原理。
3.2 PCR技术反应前提：
一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物。
一小段单链DNA或RNA，一般20～30个碱基，能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。
热稳定DNA聚合酶(Taq酶）
3.2 PCR技术反应条件：
目的基因DNA受热解成单链
合成链受DNA聚合酶的作用
3.3PCR技术反应过程：
重组DNA分子（重组质粒）
二、基因表达载体的构建
目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。
（1）重组质粒的形成：
载体的作用：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
（2）基因表达载体的组成：
有人采用总DNA注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总DNA提取出来，通过注射或花粉管通道法导入受体植物，没有进行表达载体的构建，这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导入了受体植物。此法目前争议颇多，严格来讲不算基因工程。
将目的基因直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？
科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。 起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。 然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。
三、将目的基因导入受体细胞
（1）常用的受体细胞：
动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。
（2）将目的基因导入受体细胞的原理：
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
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。
感受态细胞吸收DNA分子
（3）将目的基因导入受体细胞的方法：
农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物。Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞的染色体上。
目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达
目的基因插入Ti质粒的T-DNA上
整合到受体细胞的染色体上
受精卵移植入输卵管或子宫
原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，故早期常作为受体细胞。
重组表达载体DNA溶于缓冲液
①检测转基因生物染色体的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
抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
四、目的基因的检测与鉴定
若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。
细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
获取能编码某种蛋白质结构基因
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下代，使目的基因能够表达
是目的基因进入受体细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程
检测目的基因检测目的基因是否转录，并翻译成蛋白质。
1、 PCR技术扩增过程:
①DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板 在热作用下，______断裂，形成_______ 。
②复性（55℃-60℃）：系统温度降低，引物 与DNA模板结合，形成局部________。
③延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从 引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补 的____________。
（1）用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出___________。（2）用_______________切断目的基因，使其产生___________________。
（3）将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量________________，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）。
2、重组质粒形成过程:
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