基因工程的一般过程(1)

基因工程的一般过程与技术

(1) 学习目标

一、知识与技能

1.

简述基因工程基本操作程序，以及各步骤的一般方法、原理。

二、过程与方法 1. 通过具体的情境，引导学生在思索和探究中学习新知识。

2. 充分利用图片、动画等直观教学手段，结合模拟实验的动手操作，准确理解基因工程的一般过程。

三、情感、态度与价值观

1.认同基因工程的基本操作程序以及各部骤的一般方法、原理。

课前导学

（2）基因工程的一般过程

（一）获取目的基因：可以通过 获取目的基因，又可以通过 扩增目的基因，还可以通过 直接人工合成。

1．通过基因文库获取目的基因

（1）基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体细菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的 （不同/相同）基因，称为基因文库。

（2）构建基因文库：

首先：用适当的方法将某一种生物细胞的 切割成大小合适的片段，并

将这些片段与合适的载体进行体简述外重组；

其次：将重组DNA 分子转入相应的宿主，通过 使DNA 片段扩增； 最后：形成含有大量重组体的群体。

1、从基因文库中得到目的基因的方法：根据基因的 、基因的 、 、 以及基因的 等信息，可以直接从基因文库中获得目的基因。

2．通过PCR 技术扩增目的基因：PCR 技术又称为 技术， DNA 、引物、4中脱氧核糖核苷酸、耐热DNA 聚合酶（Taq 酶）。

DNA 在高温下（90~95℃）变性，双链间的氢键断裂成两条单

链。 55~60℃，模板DNA 与引物按碱基互补配对原则结合

70~75℃，耐热DNA 聚合酶以单链DNA 为模板，在引

物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷酸，按5’→3’方向复制出互

补DNA 。

图解：

3.通过化学方法直接人工合成：比较小的目的基因可在了解DNA 分子核苷酸序列的基础上通过DNA 合成仪直接人工合成。

（二）制备重组DNA 分子：

1．目的：是目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，是目的基因能够表达和发挥作用。

2．组成：目的基因+___________+____________+标记基因

（1）启动子：位于目的基因上游的一段核苷酸序列，它本身不

控制基因的活动，而是RNA 聚合酶的__________和__________部

位，其与RNA 聚合酶结合后驱动基因的转录活动，并引起相应蛋白

质的合成。

（2）终止子：载体中终止_______过程的核苷酸序列。

（3）标记基因：为了鉴定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。常用的标记基因是抗

生素抗性基因。

3．构建重组DNA 分子的步骤：

质疑探究 1.1个目的基因通过PCR 技术扩增循环n 次，可得到多少个目的基因？______个。

4.启动子和终止子在基因的表达过程中的作用与遗传密码子中的“起始密码子和终止密码子”的有何区别？

5.目的基因和载体被限制酶切割后，可以形成哪几种连接片段？

反馈矫正

1．下列关于基因工程的叙述中，不正确的是（）A．重组DNA是在体外进行的 B．基因工程又叫做重组DNA技术

C．基因工程是现代生物技术的核心 D．基因工程的受体细胞必须是大肠杆菌等原核生物2．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是 ( )

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通过DNA合成仪利用化学方法人工合成

A．①③ B．①②③ C．②③ D．②

3．在基因工程中，把目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个）放在DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）A．540个B．8100个 C．17280个 D．7560个

4．在已知小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（）A．用mRNA为模板逆转录合成DNA B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成

C．将工体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选 D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA 5．PCR技术通过对目的基因进行扩增，可以得到大量的目的基因，下面对该技术的叙述，不正确的是（）A．遵循的基本原理是DNA半保留复制和碱基互补配对

B．扩增仪内必须加入引物、原料和DNA聚合酶

C．每扩增一次，温度都要发生90℃→75℃→55℃的变化

D．成指数式扩增，约为2n（n为扩增次数）

6．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是（）

A．a通常存在于细菌体内，目前尚未发现真核生物体内有类似的结构

B．b识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开

C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对

D．若要获得真核生物的d，则一般采用人工合成方法

7．目的基因与运载体结合所需的条件有（）

①同一种限制酶②具有抗性基因的质粒③RNA聚合酶

④目的基因⑤DNA连接酶⑥四种脱氧核苷酸⑦ATP

A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②④⑤⑥⑦

C．①②③④⑤D．①②④⑤⑦

8．下列哪一个不是基因表达载体的组成部分 ( ) A．终止密码 B．目的基因 C．标记基因 D．启动子

9．下列有关基因工程的运载体中标记基因的说法不正确的是（）A．可检测重组DNA分子是否导入了受体细胞

B．可指示哪些细胞是转化细胞

C．可指示运载体中是否插入了外源DNA片段

D．可检测目的基因在受体细胞中是否成功表达

10．以下有关基因工程的叙述，错误的是（）A．马铃薯的叶肉细胞可用作为受体细胞

B．目的基因的成功导入是目的基因在受体细胞中表达的前提