高中生物(新人教版)选修三：专题1《基因工程》：1.2《基因工程的基本操作程序》课件(新人教版选修3)
高中生物选修3专题1 基因工程_1.2 基因工程的基本操作程序
17、做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量，因为当你选择离开时，就会发现即使没有你，太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人，也让你认清自己。很多时候，就是在跌跌拌拌中，我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你，不如自己努力爱自己，对自己好点，因为一辈子不长，对身边的人好点，库大小 基因中启动子
基因中内含子
基因多少动子
无
有
基因中内含子
无
有
基因多少 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
目的基因的获取
新课导入
【问题导学】阅读课本P9-10分回答以下问题： 1. 什么是目的基因？能举例说明吗？ 2. 获取目的基因的方法有哪些呢？
目的基因的获取
目的基因主要是___编__码__蛋__白__质__的__基__因_____ 获取目的基因的常用方法有哪些?
目的基因的获取
目的基因主要是_编__码__蛋__白__质__的__基__因__+_调__控__因子 获取目的的全部基因部分基因(cDNA)：含有一种生物的部分基因
目的基因的获取
新课导入
【问题导学】阅读课本P9-10分回答以下问题： 1. 什么是目的基因？能举例说明吗？ 2. 获取目后展示结果，时间5分钟）
物种间基因交 流
可以
部分基因可以
目的基因的获取
若基因比较小，核苷酸序列或 者氨基酸序列又已知，还可通过什 么方法合成目的基因？
直接人工合成
2、人工合成目的基因
（1）反转录法(逆转录法)：
高中生物选修三专题一 1.2 基因工程的基本操作程序
已知基因的核苷酸序列 ； ③前提条件：_______________________ 模板DNA 、___________ DNA引物 、 原料：___________ 热稳定DNA聚合酶 、 ________________ 四种脱氧核苷酸 。 __________________ 指数 方式扩增，即____ 2n （n为扩增 ④方式：以_____ 循环的次数） ⑤结果： 使目的基因的片段在短关信息。
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
基因翻译产物蛋白知道序列，NA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
3、化学方法人工合成目的基因
（1）范围
在基因较小，核苷酸序列已知的 情况下，可以利用DNA合成仪人工合 成。
（2）方法 化学合成法 、 反转录法
（在DNA合成仪中合成）
人工合成 (基因比较小)
DNA合成仪
48
①反转录法：
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。
（二）、目的基因
主要指的是编码蛋白质的结构基因
也可以是一些具有调控作用的因子。
例如：与生物抗逆性相关的基因，与生物优良品质 相关的基因，药物和保健品相关的基因，与毒物降 解相关的基因，以及与工业所需要酶相关的基因。
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)、人胰，导入的 一段碱基序列互补配对。
温度控制和缓冲液（Mg2+）
（5）、仪器： PCR扩增仪（自动调控温度的仪 器） （6）、方式： 以_____ 指数 方式扩增，即 ____ 2n （n为扩增循环的次数）
高中生物专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序新人教版选修3
一、基因工程的基本操作程序 目的基因 的获取→ 基因表达载体 的构建→将目的基
因导入 受体细胞 →目的基因的 检测与义 ： 将 含 有 某 种 生 物 不 同 基 因 的 许
2．导入动物细胞 (1)常用方法： 显微注射 技术。 (2)受体细胞： 受精卵 。 3．导入微生物细胞 (1)方法：感受态细胞法，即用 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 )。 (2)常用原核生物作为受体细胞的原因：繁殖快、多为单细 胞、遗传物质相对 较少 等。
1．2
基因工程的基本操作程序
1.基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个基因 表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、 终止子以及标记基因等。
2．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化 法、基因枪法和花粉管通道法。
3．将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术，导 入微生物细胞常用感受态细胞法(Ca2＋处理法)。
解析：目的基因的分子检测包括三个方面：①检测转 基因生物的 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采 用 DNA 分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出 了相应的 mRNA，方法也是使用基因探针与之杂交； ③检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，常用的 方法是抗原－抗体杂交。
答案：C
核心要点一 目的基因的获取与基因表达载体的构建 1．获取目的基因方法的比较
解析：由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基 因导入受体细胞的方式不同，所以基因表达载体的构建也会有 所差别，不可能千篇一律。
答案：选 B
高中生物选修三专题一《基因工程的基本操作程序》-文档资料
①不能转录为信使RNA，不能 编码蛋白质。
非编码区
②有调控遗传信息表达的核 苷酸序列，在该序列中， 最重要的是位于编码区上 游的RNA聚合酶结合位点。
知识点一：2.真核细胞的基因结构
非编码区
编码区上游
启动子 与RNA聚合酶 结合位点
编码区
外显子 内含子
非编码区
编码区下游
终止子
外显子： 能够编码蛋白质的序列叫做外显子
资 料:
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。
利用PCR技术扩增目的基因
随堂闯关 PCR技术扩增过程
a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板 在热作用下， 氢键 断裂，形成_单__链__D_N_A
b、复性（55℃-60℃）：系统温度降低，引物 与DNA模板结合，形成局部___双__链___。
c、延伸（70℃-75℃）：在TaqDNA聚合酶的作 用下，从引物的_5_′_端___→____3_′_端__________延伸，合成与 模板互补的_D_N_A_链____。
内含子： 不能够编码蛋白质的序列叫做内 含子
真核 细胞 的 基因 结构
外显子：能编码蛋白质的序列 编码区
内含子：不能编码蛋白质的序列
非编码区：有调控作用的核苷酸序列， 包括位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点等。
高中选修三 基因工程的基本操作程序
1．基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2．目的因主要是指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调合成。
3．PCR是利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列加以复制，使其数目呈指数方式增加。需要的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，扩增的过程是：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聚合酶的作用下进行延伸，如此重复循环多次。
4．基因工程的核心是基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
5．一个基因表达载体的组成有：目的基因、启动子、终止子和标记基因。
6．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。采用最多的方法是农杆菌转化法，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中的染色体DNA上，使目的基因的遗传性状得以稳定维持和表达。
7．基因工程选取原核生物作为受体细胞的原因是由于其具有其他生物没有的一些特点，如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等
8．大肠杆菌常用的转化方法是：先用Ca2+处理细胞，再将载体DNA分子溶于缓冲液中与此种细胞混合，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。
9．检测目的基因是否成功插入到转基因生物的染色体上的方法是采用DNA分子杂交技术，此方法使用的探针是同位素标记的含有目的基因的DNA片段，与检测目的基因是否转录出mRNA所用的探针一样。检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测方法是从转基因生物体内提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。除了上述的分子检测外，有时还需要进行个体生物学水平的鉴定，如对抗虫植物做抗虫的接种实验。
人教版高中生物选修三专题1++1-2+基因工程的基本操作程序(共19张ppt)
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学 习方式
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完 整过程
消化
固化
模式
拓展
小思 考
TIP1：听懂看到≈认知获取；
TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们 大 概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道；
TIP3：认知获取是学习的开始，而不是结束。
为啥总是听懂了， 但不会做，做不好？
高效学习模型-内外脑 模型
2
内脑- 思考内化
场景记忆法小妙招
超级记忆法--身 体法
1. 头--神经系统 2. 眼睛--循环系统 3. 鼻子--呼吸系统 4. 嘴巴--内分泌系统 5. 手--运动系统 6. 胸口--消化系统 7. 肚子--泌尿系统 8. 腿--生殖系统
超级记忆法-记忆 方法
TIP1：在使用身体记忆法时，可以与前面提到过的五感法结合起来，比如产生 一 些听觉、视觉、触觉、嗅觉、味觉，记忆印象会更加深刻； TIP2：采用一些怪诞夸张的方法，比如上面例子中腿上面生长出了很多植物， 正 常在我们常识中不可能发生的事情，会让我们印象更深。
PCR的全称：聚合酶链式反应
PCR的原理： DNA复制
PCR技术扩增目的基因的前提条件：
要有一段已知的目的基因的核苷酸序 列。
高中生物 1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序课后习题 新人教版选修3
1.2基因工程的基本操作程序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直接人工合成DNAA.①②③④B.①②③C.②③④D.②③解析:PCR技术利用的是DNA双链复制原理。
即将DNA双链之间的氢键打开,变成单链DNA,需要以每条单链DNA作为模板。
反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板,在逆转录酶的作用下,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.下列关于基因文库的说法,错误的是( )A.可分为基因组文库和部分基因文库B.cDNA文库属于部分基因文库C.基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流D.同种生物的cDNA文库基因数量较基因组文库基因数量少解析:基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行交流。
答案:C3.聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。
PCR过程一般经历下述30多次循环:90~95 ℃使模板DNA变性、解链→55~60 ℃复性(引物与DNA模板链结合)→70~75 ℃引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。
下列有关PCR过程的叙述,不正确的是( )A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的C.延伸过程中需要热稳定DNA聚合酶催化不同核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键D.PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高解析:延伸过程需要四种脱氧核苷酸为原料,因此会在脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。
答案:C4.下列有关PCR技术的说法,不正确的是( )A.PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术B.PCR技术的原理与DNA复制的原理不同C.PCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列D.PCR技术除需特定的温度、原料、目的基因、热稳定DNA聚合酶等条件外,还需要根据已知核苷酸序列设计相应的引物解析:PCR体外扩增与细胞内DNA复制过程原理相同,都是DNA双链复制。
人教版高中生物选修三1.2 基因工程的基本操作程序
1．2 基因工程的基本操作程序阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测和鉴定等步骤。
知识点一 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.目的基因的获取方法 (1)从基因文库中获取①基因文库：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，称为基因文库。
②种类⎩⎪⎨⎪⎧基因组文库：包含一种生物所有的基因部分基因文库：包含一种生物的一部分基因③提取依据：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等特性。
(2)利用PCR 技术扩增目的基因①PCR 的含义：是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。
②目的：短时间内大量扩增目的基因。
③原理：DNA 双链复制。
④过程第一步：加热至90～95 ℃，DNA 解链；第二步：冷却至55～60 ℃，引物结合到互补DNA 链；第三步：加热至70～75 ℃，热稳定DNA 聚合酶(Taq 酶)从引物起始进行互补链的合成。
如此重复循环多次。
⑤特点：指数形式扩增。
(3)人工合成如果目的基因较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA 合成仪用化学方法人工合成。
1．cDNA 文库与基因组文库的区别2.PCR过程优点操作简单专一性强可在短时间内大量扩增目的基因专一性强，可产生自然界中不存在的新基因缺点工作量大、盲目性大、专一性差操作过程较麻烦，技术要求过高需要严格控制温度、技术要求高适用范围小1．下列有关获取目的基因的方法的叙述，错误的是()A．直接分离目的基因的方法的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性B．由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法C．目前人工合成基因的方法主要有两种，分别是反转录法和化学合成法D．PCR技术的原理是DNA复制，需要RNA聚合酶催化DNA合成[解析]选D。
高中人教版生物选修三课件：专题1 1.2 基因工程的基本操作程序.1
二、基因表达载体的构建 1.基因表达载体构建的目的 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.基因表达载体的组成
首端 RNA聚合酶 转录 终止子 标记 尾端 RNA聚合酶 转录 目的基因
引出基因工程的四部曲。
内容索引
新知导学
达标检测
新知导学
一、目的基因的获取 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 调控作用 (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________ 的因子物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群 __________
体 __ 中储存，各个受体.提取依据：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
虫，能够传播脑炎、丝虫等传染病，而这些传染病常年在拉美国家肆虐。
为了抑制疾病的传播，巴西科学家培育出了一种转基因雄性致倦库蚊。
科学家在雄性致倦库蚊体内植入一种特殊基因，当具该基因的转基因雄
蚊与野生雌蚊交配时，这种基因可以进入雌蚊的基因组，并使雌蚊死亡，
从而减少了该种蚊子的数量，达到抑制疾病传播的目的。怎样才能最终
归纳总结 1.PCR技术与细胞内DNA复制的比较
比较项目 细胞内DNA复制 PCR技术
解旋方式
区
解旋酶催化 主要在细胞核内
解旋酶、DNA聚合酶 细胞内温和条件 合成整个DNA分子
DNA在高温下变性解旋 细胞外
热稳定DNA聚合酶 控制温度，需在不同温度下进行 扩增特定的DNA片段或基因
场所
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
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)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章 基因工程第2节 基因工程的基本操作程序含答案
2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序第2节基因工程的基本操作程序第1课时目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建课程内容标准核心素养对接1.阐明基因工程的原理和基本操作程序。
2.尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。
1.科学思维——对基因工程的基本程序有整体的认识。
2.科学探究——能复述PCR技术的原理和基本过程，了解扩增目的基因的方法。
知识点1目的基因的筛选与获取1.筛选合适的目的基因2.获取目的基因的方法3.利用PCR获取和扩增目的基因（1）PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据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。
（2）条件：一定的缓冲溶液（一般要添加Mg2＋）、DNA模板、分别与两条模板链结合的2种引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶以及能自动调控温度的仪器。
（3）过程（4）PCR产物的鉴定：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
知识点2基因表达载体的构建1.构建基因表达载体的目的（1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代。
（2）使目的基因能够表达和发挥作用。
2.基因表达载体的组成3.基因表达载体的构建过程（1）首先用一定的限制酶切割载体。
（2）然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA 片段。
（3）再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处（如图所示）。
（1）目的基因一定是编码蛋白质的基因（×）（2）DNA聚合酶能够从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸（×）（3）每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，呈指数形式扩增（√）（4）真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。
因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2＋（√）（5）PCR过程不需要解旋酶（√）（6）基因表达载体中含有启动子和密码子（×）（7）终止子相当于一盏红色信号灯，使翻译在所需要的地方停下来（×）教材P78图示拓展1.结合下图分析PCR过程中DNA链复制的方向是怎样的。
人教版高中生物选修三 1.2.1 基因工程的基本操作程序 (共47张PPT)
解旋酶催化 细胞核内 DNA聚合酶
结果
大量的DNA片段
形成整个DNA分子
3、人工合成的目的基因
1）反转录法：以目的 基因转录成的信使RNA 目的基因的mRNA在酶 单链DNA (cDNA）
的作用下合成双链DNA，
合成
从而获得所需的基因。 双链DNA
(即目的基因)
利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术
加热 变性
PCR循环
退
延伸
火
复
性
PCR技术过程（3分钟背会）： a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在
热作用下，氢__键___断裂，形成_单__链___D_N_A___
b、退火（复性55℃-65℃）：系统温度降低，
引物与DNA模板结合，形成局部___双__链___。
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，
合成与模板互补的_D__N_A_链___。
（5）条件：要_有__一__段_已__知__目__的_基__因__的__核__苷_酸_、序列 四__种__脱__氧__核__苷__酸___、一__对__引__物_____ 、
_D_N_A_聚__合__酶___.等
A.PEC
B. PER
C. PDR D. PCR
二、基因表达载体的构建——基因工 程的核心（背会）
1、构建基因表达载体的目的：
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：
复制原点+目的基因+启动子+终止子+标 记基因
2．表达载体的功能：使目的基因 在受体细胞中稳定存在，并且遗传 给下一代，同时，使目的基因便于 获得所需的目的基因。
生物选修3基因工程的基本操作程序
基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序1、什么是目的基因？是指基因工程操作中所需要的外源基因，主要是指编码蛋白质的结构基因。
如：抗逆性基因、调控基因等2、什么是基因文库？⑴、概念：指储存着某种生物不同基因的受体菌群。
⑵、特点：分别储存着某种生物的不同基因。
⑶、获得方法：将含有某种生物不同基因的DNA片段导入受体菌群中。
⑷、基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库。
⑸、部分基因文库：含有某种生物部分基因的基因文库。
cDNA文库：指利用mRNA通过反转录获得的互补DNA片断。
⑹、构建基因文库的目的和作用：目的：为获取大量的目的基因做准备；作用：大量储备同种基因。
3、基因、基因文库、目的基因之间有什么区别？⑴、基因：是有遗传效应的DNA片段，是控制生物形状遗传的遗传物质的功能的基本单位。
⑵、基因文库：是储存着某种生物不同基因的受体菌群。
⑶、目的基因：基因工程操作中所需要的外源基因。
4、原核细胞、真核细胞基因结构有什么不同？⑴、不同点：①、原核细胞基因结构简单，无内含子，编码区连续。
②、真核细胞基因结构复杂，有内含子，编码区不连续。
⑵、相同点：①、基因结构中都有编码区、非编码区；②、非编码区都有调控遗传信息表达的脱氧核苷酸序列；③、编码区上游都有RNA酶结合位点（启动子）。
5、从基因文库中获取目的基因的依据是什么？⑴、基因的脱氧核苷酸序列⑵、基因的功能⑶、基因在染色体上的位置⑷、基因的转录产物——mRNA⑸、基因的表达产物——蛋白质6、什么是PCR技术？⑴、概念：PCR技术，就是聚合酶链式反应技术，就是在生物体外大量复制特定DNA 片断。
⑵、条件：已知所需要复制DNA（基因）的脱氧核苷酸序列。
⑶、过程：热解旋，获得DNA单链（以作模板），单链与引物结合，DNA聚合酶催化，四种游离脱氧核苷酸作原料，形成子代DNA。
⑷、增长方式：指数增长：2n。
7、人工合成法：适用于：脱氧核苷酸序列已知、片段较小的基因。
2020高考生物选修3现代生物科技专题1 1.2基因工程的基本操作程序
解析：B 过程是以 RNA 为模板合成 DNA 的反转录 过程，需要的酶 cDNA 为模板直接进行 PCR 扩增，该过程中所用酶的显著特点 是耐高温。
答案：(1)反转录酶 (2)大于 (3)DNA cDNA 耐 高温
5．基因工程常用的受体细胞都是动植物的体细胞。 (×)
6．基因工程是否成功需进行个体生物学水平上的鉴 定。(√)
要点一 目的基因的获取
1．有哪些方法可以获取目的基因，各有什么优缺 点？
2．PCR 扩增目的基因的原理是什么？
归纳提升 1．获取目的基 物 的 单 链 mRNA ―反―转―录―酶―催―化→ 单 链 互 补 DNAD―N―A聚――合―酶―催→化双链 cDNA 片段与―载―― 体―连→热变性后解链为单链，与 引物结合，然后在 Taq DNA 聚合酶的作用下进行延伸形 成 DNA。
3．化学合成目的基因：如果基因比较小，核苷酸序 列又已知，也可以利用 DNA 合成仪化学合成。
二、基因表达载体的构建
1．表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋ 标记基因。
(4)PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退 火温度过高会破坏____________的碱基配对。退火温度的 设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但 ____________的引物需要设定更高的退火温度。
(5)如果 PCR 反应得不到任何扩增产物，则可以采取 的改进措施有________(填序号：①升高退火温度 ②降 低退火温度 ③重新设计引物)。
受体细胞
植物细胞 (体细胞)
导入方法
①农杆菌转化法：目的基因插入Ti质粒的TDNA→农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和 表达 ②基因枪法：是单子叶植物中常用的一种基 因转化方法，但是成本较高 ③花粉管通道法：这是我国科学家独创的一 种方法，是一种十分简便经济的方法
高中生物基因工程1.2基因工程的基本操作程序素材1新人教版选修3(new)
1。
2 基因工程的基本操作程序一览众山小三维目标1.列举基因工程的实例,结合其具体过程了解基因工程的四个操作步骤，认同基因工程的应用可促进生产力的发展。
2。
深刻理解基因文库、基因组文库的概念，找出基因、基因文库和目的基因的区别与联系.3.结合实际，分析基因工程四个步骤的原理、工具及具体的操作程序。
尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案，从而锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
学法指导本节学习的基因工程的基本操作程序和方法是对转基因植物、动物和微生物的概括。
本节学习的重点就是基因工程的基本操作过程，在学习过程中，应结合设计某一转基因生物的具体过程，将基因工程的操作程序有机地串联起来,从而加深对这一程序的认识.例如,烟草是人类健康的“杀手"。
如果让它生产出人类需要的药物蛋白，应如何操作?通过这一实例要分析目的基因从何而来，表达载体如何构建，如何导入烟草，如何检测药物蛋白产生与否等问题并加以设计。
可加深对基因工程原理的理解.学习时还要注意合作学习，资源共享,不同的人会有不同的方法,大家通过相互比较，相互借鉴，达到相互学习的目的.在课余时间,大家还可查阅《科学》杂志等参考读物,了解科学家成功的做法。
在各个操作程序中都有一些技术和方法层面上的难点不好理解，在学习中，可结合图片和影像资料，将抽象的知识形象化.诱学导入材料：β珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分.当它的成分异常时，动物有可能患某种疾病，如镰刀型细胞贫血症。
问题：假如让你用基因工程的方法，使大肠杆菌生产出鼠的β珠蛋白,想一想，应如何进行设计？导入：通过基因工程方法，结合基因操作工具，具体过程如下：(1）从小鼠中克隆出β珠蛋白基因的编码序列（cDNA)。
（2）将cDNA前连接上在大肠杆菌中可以适用的启动子，另外加上抗四环素的基因，构建成一个表达载体。
(3）将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中，然后在含有四环素的培养基上培养大肠杆菌。
人教版高中生物选修三学案：1.2 基因工程的基本操作程序
1。
2 基因工程的基本操作程序【导学目标】1。
简述基因工程原理及基本操作程序。
2.尝试设计某一转基因生物的研制过程.【自主学习】基因工程的基本操作程序1。
的获取。
2．的构建.3．将目的基因导入。
4．目的基因的与鉴定.一、目的基因的获取1。
目的基因：主要是指编码蛋白质的，也可以是一些具有。
2．基因文库(1）基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
（2）基因文库的种类①基因组文库：含有一种生物的基因。
②部分基因文库：含有一种生物的基因。
3．获取目的基因的方法(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①PCR的含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术.②过程：目的基因受热形成，与引物结合,在的作用下延伸形成DNA.③方式：指数扩增＝2n(n为扩增循环的次数).(3）人工合成法:若较小，序列已知,可以人工合成。
二、基因表达载体的构建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,并且可以给下一代。
(2）使目的基因和发挥作用。
三、将目的基因导入受体细胞1.转化：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．导入植物细胞（1）方法：、基因枪法、花粉管通道法等。
（2）农杆菌的特点①易感染和裸子植物。
②Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞上。
3．导入动物细胞（1)常用方法: 技术. （2）常用受体细胞: .4．导入微生物细胞（1）原核生物特点:繁殖快、多为、遗传物质相对等。
（2)对受体细胞的常用处理方法：用处理细胞,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）。
四、目的基因的检测与鉴定1。
检测方法(1) 技术:①检测转基因生物的上的目的基因；②检测目的基因是否转录出 .（2）抗原—抗体杂交技术:用于检测目的基因是否翻译成 .2．鉴定：鉴定、抗性鉴定等.思考交流1．利用PCR技术扩增目的基因时，需要提供哪些物质和条件?2．一般情况下，基因工程操作获得成功的标志是什么？正误判断1．基因工程操作程序中的核心步骤是基因表达载体的构建。
高中生物 专题1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序 新人教版选修3
三、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 体细胞内维持稳定和表达的过程。
2．转化方法。 (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：单子叶植株。 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。
一、目的基因的获取1．从基因中获取目的基因：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。 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)。 b．感受态细胞吸收重组表达载体 DNA 分子。 ②受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌)。 ③原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物 质相对较少等。
(2)四种方法的比较。基因的构建方法基因组
部分基因 (如cDNA)PCR技术 扩增人工合成
优点 操作简单
专一性
专一性强， 可在短时间 可产生自 内大量扩增 然界中不 目的基因 存在的新
基因
缺点
工作量大、 盲目性大、 专一性差
操作过程较烦 琐，技术要求 过高
需要严格控 制温度，技 术要求高
适用范围 小
2.生物体内 DNA 复制与 PCR 技术的比较
比较项
DNA复制
PCR技术
区别 解旋方式 解旋酶催化
DNA在高温作 用下变性解旋
场所
细胞内(主要在细 细胞外(主要在
胞核内)
PCR扩增仪内)
区别
酶 温度条件
DNA解旋酶、普 通的DNA聚合酶 等
细胞内温和条件
耐热的DNA聚 ―反―转―录―酶―催―化→ 单 链 互 补 DNAD―N―A聚――合―酶―催→化双链 cDNA 片段与―载―― 体―连→链 DNA―→双链 DNA―→大量目的 基因 ④人工合成： 蛋 氨白 基质 酸的 序列―→m核R苷N酸A序列―→D苷N酸A序核列―→目基的因
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练习
2）不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 （ D）
D、它是环状DNA
练习
3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
一、目的基因的获取 mR库 (cDNA library) cDNA( 互补DNA)： 是由生物的某一特定器官或 特定发育时期细胞内的mRNA 经体外反转录后形成的互补 DNA片段，与载体连接后储 存在一个受体菌群中， 法（花粉管通道法） （3）植物组织培养（1分） 脱分化 （去分化） 再分化 （4）耐盐基因（目的基因） 一定 浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）
练习
1）以下说法正确的是 （C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、基因控制的性状都能在后代表现出来
二、基因表达载体的构建
——基因工程的核心
1、目的：
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。
所需物质：
它们各自 的作用是 什么?
2、基因表达载体的组成：
复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因
它们各自 的作用是 什么?
启动子：位于基因的首端的 一段特殊的DNA片断，它是 RNA聚合酶识别和结合的部 位，有了它才能驱动基因转 录出mRNA，最终获得蛋白质 终止子：位于基因的尾端的 一段特殊的DNA片断，能终 止mRNA的转录 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，从而将有目的基因的细 胞筛选出来
非编码区 编码区上游 启动子
原核 细胞 的 基因 结构
编码区
非编码区 编码区下游 终止子
编码区 ：能转录相应的信使RNA，能 编码蛋白质 非编码区 ①不能转录为信使RNA，不能 编码蛋白质。
②有调控遗传信息表达的核 苷酸序列.包括启动子和终止子
2、真核细胞的基因结构
非编码区 编码区 非编码区
编码区上游
1. 获取目的基因 从基因 利用PCR 化学方法人工合成
2. 构建基因表达载体
目的基因、启动子、终止子、标记基因
3. 将目的基因导入受体细胞
农杆菌转化法、显微注射法
4. 目的基因的检测与鉴定
检测：是否插入、转录、翻译 鉴定：
练习1：(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积， 增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利 用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出 了耐盐水稻新品系。 （1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所 用的限制性内切酶作用于图中的 处， DNA连接酶作用于 处。（填“a”或 “b”）
2、检测目的基因是否转录出了mRNA ①方法:
分 子 杂 交
②过程: 用上述探针和转基因生物的mRNA杂交,若 出现杂交带,表明目的基因转录出了mRNA
3、检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法: 抗原抗体杂交
（二）、鉴定（个体生物学水平） 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
归纳步骤
归纳: 基因工程的基本操作程序
练习
4）有关基因工程的叙述正确的是 （ D ）
A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供 资料
练习
5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计 施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行 碱基互补配对的步骤是 （C ） A、人工合成目的基因
三将目的基因导入受体细胞
受体细胞 目的基因进入_________内，并且在 （一）转化： 稳定 表达 受体细胞内维持_____和_____的过程 将目的基因导入 植物细胞 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
（二）方法
将目的基因导入 ——显微注射法 动物细胞 将目的基因导入 ——感受态细胞 微生物细胞
⑥过程：
a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板 氢键 在热作用下，_____断裂，形成___________ 单链DNA
b、退火（复性55℃-65℃）：系统温度降低，引 双链 物与DNA模板结合，形成局部________。 c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下， DNA链 合成与模板互补的________。
3、原核细胞与真核细胞的基因结构比较
原核细胞 编码区是 _____的 连续 真核细胞 编码区是间隔的、 _____的 不连续
不同点 相同点
编码区 都由能够编码蛋白质的______和具有 调控作用的______区组成的 非编码
思 编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核 考 细胞与真核细胞基因结构一样长吗？
cDNA
基因重组
一、目的基因的获取（一）从基因中直接获取 ①基因的分类按照外源DNA片段的来源： 从特定组织提取况下，便于获得所需的目的基因。
练习1：(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积，增 加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备 受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐 水稻新品系。 （2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方 法有农杆菌转化法和 法。 （3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要 利用 技术，该技术的核心是 和 。 （4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既 要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交 检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株 的耐盐性。
基因的功能
基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性
2、利用PCR技术扩增目的基因
聚合酶链式反应 ① 概念：PCR全称为_______________，是一项 特定DNA片段 体外 在生物____复制___________的核酸合成技术 DNA复制 ②原理：__________
一、目的基因的获取（一）从基因中直接获取 2.基因的构建方法 ①：直接分离法 (鸟枪法) 多用于原核生物 供体细胞中的DNA
限制酶
许多DNA片段 运载体
导入
目的基因
分离
受体细胞
外源DNA扩增
产生特定性状
一、目的基因的获取（一）从基因中直接获取 2.基因的构建方法
②人工合成法（真核生物）
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达
(四)目的基因的检测与鉴定
——检查是否成功
检测—
①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因 方法—— DNA分子杂交 ②检测目的基因是否转录出了mRNA 方法—— 分子杂交（注意与上不同之处） ③检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法—— 抗原抗体杂交
1、将目的基因导入植物细胞的方法：
（1）农杆菌转化法
①农杆菌特点：
易感染双子叶植物和裸子植物，对大多 数单子叶植物没有感染能力
②原理：Ti质粒上的T---DNA可以转 移到受体细胞，并整合到受体细胞染 色体的DNA上。
③过程：
④优点
（2）基因枪法 （3）花粉管通道法
2、将目的基因导入动物细胞 ①方法：显微注射法 ②程序：
3、人工合成法：
基因较小，核苷酸序列已知，可以上游 启动子 编码区 非编码区 编码区下游 终止子
与RNA聚合酶结合位点
启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断， 它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱 动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质 终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断， 能终止mRNA的转录
启动子
与RNA聚合酶 结合位点
编码区下游
终止子
外显子
内含子
外显子： 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 内含子： 不能够编码蛋白质的序列叫做内 含子
真核 细胞 的 基因 结构
编码区
外显子：能编码蛋白质的序列 内含子：不能编码蛋白质的序列
非编码区：有调控作用的核苷酸序列， 包括位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点（启动子）。 非编码序列： 包括非编码区和内含子
鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
一、目的基因的获取
(Genomic library)
基因重组
体外包装
转化细菌
是指将某种生物体的全部基因组 DNA用限制性内切酶或机械力量 切割成一定长度范围的DNA片段， 再与合适的载体在体外重组后， 导入受体菌的种生物的全部基因。
要有一段已知目的基因的核苷酸序列（前提条件） ③条件：_______________________、 四种脱氧核苷酸 一对引物 _______________、___________ 、 DNA聚合酶 ___________.等 指数 2n ④方式：以_____方式扩增，即____（n为扩增循 环的次数） ⑤结果： 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增
1.2 基因工程的基本操作程序
基因工程基本操作的四个步骤
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
一、目的基因的获取
请阅读P9第一和二两段
编码蛋白质的结构基因 (一)、目的基因主要是______________________
请举出三个以上的例子 （二）、获合成
逆转录法 目的基因的信使RNA
逆转录
化学合成法 肽链氨基酸序列
推测
单链DNA
合成
信使RNA序列
推测
基因的核苷酸序列
合成
目的基因目的基因基因组和部分基因组(cDNA)比较
怎样从基因中得 到我们所需的目的基 因呢?基因的有关信息。 如：根据基因的核苷酸序列
（1）方法: （2）过程: DNA分子杂交