2018版高中生物 第1章 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序学案 新人教版选修3.doc

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1、1．2　基因工程的基本操作程序1．掌握目的基因获取的常见方法。(难点)2．学会基因表达载体构建的方法和要求。(重点)3．理解目的基因导入受体细胞的方法。(重点)4．掌握目的基因检测与鉴定的具体操作。(重、难点)　目的基因的获取1．目的基因(1)主要是指编码蛋白质的基因。(2)一些具有调控作用的因子。2．获取方法(1)从基因文库中获取①基因组文库：含有一种生物所有的基因。②部分基因文库：含有一种生物的一部分基因，如cDNA文库。(2)利用PCR技术扩增目的基因①含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。②

2、原理：DNA双链复制。③条件：引物、DNA模板、Taq酶、四种脱氧核苷酸。④过程。a．目的基因DNA受热变性后解链为单链(90～95℃)。b．引物与单链相应互补序列结合(55～60℃)。c．在DNA聚合酶作用下进行延伸(70～75℃)。d．重复循环多次。⑤结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n)。(3)人工合成法①条件：基因比较小，核苷酸序列已知。②方法：通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。探讨：基因组文库和部分基因文库有什么区别？10提示：基因组文库包含一种生物的全部基因，部分基因文库

3、只包含一种生物的一部分基因。探讨：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？提示：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。探讨：什么样的基因适合用DNA合成仪直接人工合成？提示：基因比较小，且核苷酸序列已知。1．目的基因获取方法的选择(1)如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通过构建基因文库的方法，即通过用受体菌储存并扩增目的基因后，从基因文库中去获取目的基因。(2)如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比较小，可以通过D

4、NA合成仪利用化学方法人工合成。(3)如果只知道扩增目的基因的两端的核苷酸序列，而且基因又比较大，则可以通过PCR技术扩增目的基因。2．目的基因获取过程的比较(1)基因组文库：供体生物→全部DNA→DNA片段→受体菌群→目的基因(2)cDNA文库：供体生物→mRNA→cDNA→受体菌群→目的基因(3)PCR技术：目的基因→大量目的基因(4)人工合成：→→→3．PCR技术与DNA复制的比较比较项目DNA复制PCR技术区别解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋场所细胞内(主要在细胞核内)细胞外(主要在PCR扩增仪中)酶

5、解旋酶、DNA聚合酶耐热的DNA聚合酶温度细胞内温和条件控制温度，需55℃～95℃高温结果合成DNA分子合成DNA片段或基因联系(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(3)酶：均需DNA聚合酶10(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．下列获取目的基因的方法中需要模板的是(　　)①从基因文库中获取目的基因　②利用PCR技术扩增目的基因　③反转录法　④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成DNAA．①②③④　B．①②③C．②③④D．②③【解析】　PCR技术

6、利用的是DNA双链复制原理，即将DNA双链之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在反转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链DNA。①④则均不需要模板。【答案】　D2．下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，不正确的是(　　)【导学号：72240004】A．cDNA文库中的DNA来源于mRNA的反转录过程B．如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同C．cDNA文库中的

7、基因都没有启动子D．一种生物的cDNA文库可以有许多个，但基因组文库只有一个【解析】　由于基因转录时只有编码区段才能转录，所以以mRNA反转录成的DNA就只有外显子区段，而缺少内含子和启动子等非编码区段，和原来的基因结构不相同。【答案】　B基因表达载体的构建与转化(一)基因表达载体的构建——核心1．基因表达载体的组成2．基因表达载体的功能(1)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。(2)使目的基因表达和发挥作用。(二)将目的基因导入受体细胞1．转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定

8、和表达的过程。2．转化方法10(1)导入植物细胞①最常用方法农杆菌转化法：双子叶植物或裸子植物。②其他方法a．基因枪法：单子叶植物。b．花粉管通道法。(2)导入动物细胞①常用方法：显微注射技术。②常用受体细胞：受精卵。(3)导入微生物细胞①方法a．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)。