发布时间 : 星期四 文章高中生物选修3精品学案：1.2 基因工程的基本操作程序更新完毕开始阅读cf4c9f7b5afb770bf78a6529647d27284b733730
高中生物选修3
1.2 基因工程的基本操作程序
【目标导航】 1.结合教材图1－6，整体把握并说出基因工程的基本操作程序。 2.理解获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.理解目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。
一、目的基因的获取(阅读P8－11) 1．基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取。 (2)基因表达载体的构建。 (3)将目的基因导入受体细胞。 (4)目的基因的检测与鉴定。 2．目的基因的获取 (1)目的基因
主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。 (2)常见方法 ①从基因文库中获取
??基因组文库
基因文库的种类?
?部分基因文库?如cDNA文库??
②利用PCR技术扩增目的基因 a．原理：DNA双链复制。
b．条件：引物、DNA模板、Taq酶、四种脱氧核苷酸。
c．过程：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。
d．结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。
③人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可借助DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
二、基因表达载体的构建(阅读P11) 1．基因表达载体的功能
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，使目的基因能够表达和发挥作用。
2．基因表达载体的构成
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3．基因表达载体的构建过程
一般用同一种限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA连接酶把两者连接。 三、将目的基因导入受体细胞(阅读P11－13) 1．转化的概念
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。 2．转化的方法 (1)导入植物细胞
①农杆菌转化法：将目的基因导入双子叶植物和祼子植物。 ②基因枪法：将目的基因导入单子叶植物常用的方法。 ③花粉管通道法：我国科学家独创的一种方法。 (2)导入动物细胞 ①方法：显微注射技术。 ②常用受体细胞：受精卵。 (3)导入微生物细胞
第一步：首先用Ca2处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。
第二步：将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
四、目的基因的检测与鉴定(阅读P13－15) 1．分子水平检测(连线)
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2．个体水平鉴定
包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性及抗性程度。基因工程产品需要与天然产品活性进行比较等。
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判断正误：
(1)所有的目的基因都可从基因文库中直接获得。( ) (2)利用PCR技术能合成目的基因。( )
(3)标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。( )
(4)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。( )
(5)一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种。( ) (6)基因表达载体中需要含有起始密码、终止密码、目的基因、标记基因。( ) (7)常用卵细胞作为动物的受体细胞。( )
(8)检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。( )
(9)检测目的基因是否转录出mRNA是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步。( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)√
一、目的基因的获取
1．几种获取目的基因方法的比较
方 法 基因文库的构建 基因组文库 部分基因文库 (如cDNA文库) PCR技 术扩增 人工 合成 过 程 优 操作简单 专一性强 可在短时间 专一性强，可 3
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点 内大量扩增目的基因 产生自然界中不存在的新基因 缺 点 工作量大、盲目操作过程较麻烦，技需要严格控制温度、技术要求高 适用范围小 性大、专一性差 术要求过高 2．PCR技术与DNA复制的比较 比较项目 解旋 方式 区 别 场所 酶 温度 结果 DNA复制 解旋酶催化 细胞内(主要 在细胞核内) 解旋酶、DNA聚合酶 细胞内温和条件 合成DNA分子 PCR技术 DNA在高温下变性解旋 细胞外(主要在PCR扩增仪中) 耐热的DNA聚合酶 控制温度，需90 ℃～95 ℃高温 合成DNA片段或基因 (1)模板：均需要脱氧核苷酸双链作为模板 (2)原料：均为四种脱氧核苷酸 联系 (3)酶：均需DNA聚合酶 (4)引物：都需要引物，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
1．基因组文库和部分基因文库有什么区别？
[答案] 基因组文库包含一种生物的全部基因，部分基因文库只包含一种生物的一部分基因。
2．怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢？
[答案] 根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、功能、在染色体上的位置、转录产物mRNA以及基因表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
3．PCR过程中需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？
[答案] PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。
4．什么样的基因适合用DNA合成仪直接人工合成？ [答案] 基因比较小，核苷酸序列又已知。
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