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
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 (共27张PPT)
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)：
以目的基因转录成的 信使RNA为模板，在逆转录 酶的作用下反转录成互补的 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。
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 获取目的基因的常用方法有哪些?
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
获取目的基因常用的方法 还有吗？
利用PCR扩增
（下节课内容）
归纳总结：
1. 基因工程的四个操作步骤
2. 获取目的基因方法从基因基因组 cDNA人工合成 反转录法
化学合成法
PCR扩增目的基因（预习）
47. 不是境况造就人，而是人造就境况。48. 你想成为幸福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。——屠格涅夫49. 成功的时候，都说是朋友。但只有母亲——她是失败时的伴侣。——郑振峄 50.在我们的一生中，没有人会为你等待，没有机遇会 为你停留，成功也需要速度 51.不论做什么事，都要相信你自己，别让别人的一句话将你击倒。人生没有对错，只有选择后的坚持，不后悔，走下去，走着走着，花就开了。52.吃别人吃不了的苦，忍别人受不了的气，付出比别人更多的，才 会享受的比别人更多。53.我们每个人的人生之舟都需要自己掌舵，自己掌控。懂得，是跌倒了依然会选择站起，失败了依然会选择重来，受伤了依然会选择坚强;懂得，是在黑暗中依然不迷失方向，在生死关头依然不乱了方寸，在灾难包围 中依然会微笑前行。54.思路清晰远比卖力苦干重要，心态正确远比现实表现重要，选对方向远比努力做事重要，做对的事情远比把事情做对重要。成长的痛苦远比后悔的痛苦好，胜利的喜悦远比失败的安慰好。55.再大的事，到了明天就是 小事，再深的痛，过去了就把它忘记，就算全世界都抛弃了你，——你依然也要坚定前行，因为，你就是自己最大的底气。56.人生路上常有风雨，需要一个好的心态。再难的路，只要不放弃，一直走下去，总会走到终点;再重的担子，笑着 是挑，哭着也是挑，又何必让自己难堪;再不顺的生活，撑一撑，也就过去了，笑容，最终会出现在脸上。57.最精美的宝石，受匠人琢磨的时间最长。最贵重的雕刻，受凿的打击最多。58.只有对过去既往不咎，才能甩掉沉重的包袱；只有能 够看轻自己，才能做到轻装上阵。只要不放弃，就没有什么能让自己退缩；只要够坚强，就没有什么能把自己打垮。59.学会驾驭自己的生活，即使困难重重，也要满怀信心的向前。不自怜不自卑不哀怨，一日一日过，一步一步走，那份柳暗 花明的喜乐和必然的抵达，在于我们自己的修持。真正想做成一件事，不取决于你有多少热情，而是看你能多久坚持。60.永远不要沉溺在安逸里得过且过，能给你遮风挡雨的，同样能让你不见天日。只有让自己更加强大，才能真正的撑起一 片天。61.人生中谁都有梦想，但要立足现实，在拼搏中靠近，在忍耐中坚持，别把它挂在嘴边，常立志者无志。62.人这一辈子，其实做不了几件事，所以想做的事就赶紧去做，并且尽量把它做到最好，这样才不会留下太多的遗憾和悔恨。 淡看人生苦痛，淡薄名利，心态积极而平衡，有所求而有所不求，有所为而有所不为，不用刻意掩饰自己，不用势利逢迎他人，只是做一个简单真实的自己。63.你所做的事情，也许暂时看不到成果，但不要灰心或焦虑，你不是没有成长，而 是在扎 64.无论你从事什么行业，只要做好两件事就够了：一个是专业、一个是人品。专业决定了你的存在，人品决定了你的人脉；剩下的就是坚持。65.给自己的三句话：一、年轻，什么都还来得及;二、不要纠缠于小事;三、你现在遇到的 事都是小事。66.生活只有两种选择：重新出发，做自己生命的主角；抑或停留在原地，做别人的配角。67.决定你的人生高度的，不是你的才能，而是你的人生态度！限制你的，从来就不是什么年龄，而是你的心态！68.水再浑浊，只要长久 沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运！69.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许是因 为你正处于人生的上坡路；只有尽全力，才能迎来美好的明天！70.有理想，有目标，攒足力量向前冲;有勇气，有信心，艰苦奋斗不放松;有恒心，有毅力，百折不挠不认输;加把劲，提提神，前途光明见曙光。71.想要体面生活，又觉得打拼 辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？72.人生从来没有固定的路线，决定你能够走多远的，并不是年龄，而是你的努力程度。无论到了什 么时候，只要你还有心情对着糟糕的生活挥拳宣战，都不算太晚。迟做，总比不做好！73.任何打击都不应该成为你堕落的借口，你改变不了这个世界，但你可以改变自己，选择一条正确的路，坚定的走下去。74.也许你一生中走错了不少路， 看错不少人 ，承受了许多的叛逆，落魄得狼狈不胜， 但都无所谓，只要还活着，就总有盼望，余生很长， 何必慌张 75.这世界上，没有能回去的感情。就算真的回去了，你也会发现，一切已经面目全非回去的，只是存于心底的记忆。是的， 回不去了，所以，我们只能一直往前。76.鸡汤再有理，终究是别人的总结。故事再励志，也只是别人的经历，只有你自己才能改变自己。77.理想艰险，遇到再大的困难，想着为自己的理想奋斗，也不会选择放弃。即使在阴霾的云沙下，也 会想到苍天苏醒的风和日丽。即使在封闭的角落中也会让心灵驰骋在广阔的草原上。78.只要勇于去博，英勇去闯，就可闯出一片属于自己天地，以实现人生出色。不管结局能否完美，至少你享受拼搏的过程，就是人生的成功，就是胜者。79. 一个人想要优秀，你必须接受挑战！一个人想要尽快优秀，就要寻找挑战！80.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许 是因为你正处于人生的上坡路；只有尽全力，才能迎来美好的明天！81.每个人都有一行热泪，苦也要面对，因为坚强；每个人都有无言的伤，痛也要承受，因为成长。82.每一份坚持都是成功的累积！只要相信自己，总会遇到惊喜；每一种 生活都有各自的轨迹！记得肯定自己，不要轻言放弃；每一个清晨都是希望的开始，记得鼓励自己！83.我没有靠山，自己就是山！我没有天下，自己打天下！我没有资本，自己赚资本！这世界从来没有什么救世主。我弱了，所有困难就强了。 我强了，所有阻碍就弱了！活着就该逢山开路，遇水架桥。生活，你给我压力，我还你奇迹！.你要记得，在这个世界上，你是独一无二的，没人像你，你也不需要去代替谁。在你的人生舞台上，你是自己的主角，不需要去做谁
高中生物选修3人教版1.2《基因工程的基本操作程序》(共60张PPT)优质课件
四 个 基 本 步 骤：
步骤一：目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改 造的基因,
获取目的基因是实施基因工程的 第一步 。
• 目的基因的提取方法
直接分离基因
人工合成基因
反转录法
根据已知的氨基酸序列 合成DNA
（补充知识）基因的结构 1、原核细胞的基因结构
非编码区
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
鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
例：用棉铃饲喂棉 铃虫，如虫吃后不出现 中毒症状，说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。
化学合成
目的基因
• 哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？
1）DNA序列自动测序仪：
对提取出来的基因进 行核苷酸序列分析。
2）PCR技术：
使目的基因的片段 在短时间内成百万倍 地扩增。
利用PCR技术扩增目的基因
• 又称聚合酶链式反应(polymerase chain reaction) 通过模拟体内 DNA 复制的方 ：
根据已知蛋白质 的氨基酸序列，推测 出相应的信使RNA序 列，然后按照碱基互 补配对原则，推测出 它的结构基因的核苷 酸序列，再通过化学 方法，以单核苷酸为 原料合成目的基因。
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：
95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物
高中生物选修三课件-1.2基因工程的基本操作程序
3、目前获取CR技术扩增目的基因 已知序列
某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点， 同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获 得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。
(1)在构建重组质粒时，应选用S__a_l_Ⅰ__和__H__i_n_d两Ⅲ种限制酶 对_质__粒__和___含__抗__盐___基__因__的__D__N__A_进行切割，然后进行连接，
编码区
非编码区
外显子 内含子 终止子
3
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
不同点 相同点
原核细胞
真核细胞
编码区是 _连__续__的
编码区是间隔的、 __不__连_的续
都由能够编码蛋白质的_编__码__区_和具 有调控作用的_非__编__码_区组成的
思 考 编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核
细胞与真核细胞基因结构一样长吗？
1.2 基因工程的基本操作程序
1
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
什么叫目的基因？ 并举例说明。
主要是编码 蛋白质的基因，也 可以是一些具有调 控作用的因子
4．目的基因的检测与鉴定
补充知识: 基因的结构
非编码区
原 核
启动子
真 核
RNA聚合酶 结合位点
将目的基因导入 微生物细胞
——感受态细胞法
(Ca2+处理法)
仔细阅读课本----将目的基因导入植物细胞 （1）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是？ （2）农杆菌特点？ （3）若用农杆菌转化法应选用什么作为运载体？将目
的基因插入运载体的什么部位？此时的农杆菌是受体 细胞吗？ （4）目的基因能否在植物细胞中稳定遗传的关键是? （5）获得含有目的基因的受体细胞后如何获得具有新 性状的植物体？原理？ （6）农杆菌转化法和基因枪法分别适用于什么生物？
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
高中生物选修3课件：1-2《基因工程的基本操作程序》
D、目的基因的检测和表达
练习1：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）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 基因枪法（花粉管通道法） 。 （2）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是植物组织培养 和 脱分化（去分化） 。 （3）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 耐盐基因（目的基因） 作探针进行分子杂 交检测，又要用 一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中） 方 法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
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
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
D
）
C、具有标记基因
检测对象 目的基因是否导入 分子水 平 目的基因是否转录
方法 DNA分子杂交法 DNA-RNA分子杂交法
目的基因是否翻译 个体水 平 受体是否具有 转基因特征
抗原－抗体杂交法
接种实验
基因工程的基本操基因表达载体 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、基因枪法、花粉管通道法、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：是否有转基因特性
用Ca2+处理细胞 达载体与感受态细胞混合 吸收DNA分子 感受态细胞 表 感A分子杂交
基因探针，是一段带有检测标记，且序列已知的，与目 的基因互补的核酸序列。 基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信 号，能从浩翰的基因组中把目的基因显示出来。
2020-2021学年生物人教版选修3课件：1-2 基因工程的基本操作程序
目的 基因
PCR 技术与 DNA 复制的比较
【典题精练 1】 在已知某小片段基因碱基序列的情况下， 获得该基因的最佳方法是( B )
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．将供体 DNA 片段转入程
1．2 基因工程的基本操作程序
课堂探究破重难
课堂对点达标练
链接教材解疑难
知识点一 目的基因的获取
1．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、目的基因的检测与鉴定。 2．目的基因 目的基因主要是指符合人们需要的、编码蛋白质的基因， 也可以是一些具有调控作用的因核苷酸序列是彼此互补的，当 DNA 分子 杂交时，首先使双链解开(该过程称为变性)，根据目的基因的核 苷酸序列制成一段与之互补的核苷酸短链，并用同 DNA 片段能和探针互补结合成双链，这一片段即含 有目的基因。
四种脱氧核苷酸
作为合成 DNA 子链的原料
DNA 母链
作为 DNA 复制的模板
Taq DNA 聚合酶
催化合成 DNA 子链
引物
使 DNA 聚合酶能够从引物的 3′端开始连接脱氧核苷酸
条件
作用
90～95 ℃ 变性：使双链 DNA 解聚为单链
温
复性(退火)：两种引物通过碱基互补
度
55～60 ℃ 配对与两条单链 DNA 结合
2．基因表达载体的组成及其作用
启动子、起始密码子、终止子、终止密码子的比较
比较
位置
特征
启动子 位于 DNA 分 子上
位于基因首端，是 RNA 聚合酶识别、结合的部 位，启动转录过程
是 mRNA 分子上决定第 起始密 位于 mRNA 分
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
高中生物必修3课件：1-2基因工程的基本操作程序(选修3)
先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链的DNA。①、④则
均不需要模板。 答案 D
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
基因表达载体的构建与转化
1．基因表达载体的构建
(1)基因表达载体的组成 ①启动子 位置：基因的首端。 功能：是 RNA聚合酶 识别和
结合的部位，驱动基因转录出 mRNA
用 于鉴别受体细胞中是否导入了目的
基因。
课堂互动探究 热点考向示例 随堂达标检测 活页规范训练
解析
本题考查基因表达载体的组成及其构建。基因工程的核心
步骤是基因表达载体的构建；目的基因的获取方法很多，其中
PCR技术能迅速获得大量目的基因，其依据的原理是DNA双链
复制原理；基因表达载体必须包含目的基因、启动子、标记基因、
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
1．基因表达载体的构建步骤
(1)一般用同一种限制酶切割目的基因和质粒，使其产生相同
的末端。 (2)将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量 DNA连接酶，形成一个重组DNA分子(重组质粒)。构建过程 (如下图)。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
课堂互动探究
。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
②终止子 位置：基因的尾端。 功能：使 转录 在所需要的地方停止下来。 目的基因
③标记基因：鉴别受体细胞中是否含有
(2)基因表达载体的功能 使目的基因在受体细胞中 代，使目的基因能够
。
稳定存在
，并且可以遗传给下一
表达
和发挥作用。
(3)基因表达载体的构建
生物人教版高中选修3 现代生物科技专题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一、教学目标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。
二、教学重点和难点1.教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤。
2.教学难点（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。
三、教学过程本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。
本节教学难点多，学生学习有一定的困难，因此采取化整为零、各个击破的教学过程。
1.加强预习环节，先解决为什么要分四个步骤的问题，然后解决每一步骤的技术方法问题。
为了突破难点及培养自学能力，在上节课结束时，可布置学生预习本节内容。
在上新课时，首先解决基因工程的基本操作程序为什么要分四个步骤，即分析每一步骤的必要性。
为什么要有“目的基因的获取”这一步？引导学生看本专题题图中基因工程的概念：“基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
”可以说这既是概念，也是原理。
这里所说的“更符合人们需要”，就是目的，那么更符合人们需要的那个基因就是目的基因了。
有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。
为什么要有“表达载体的构建”这一步？单独的DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的。
课文中谈到构建表达载体的目的是为了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，同时使目的基因能表达和发挥作用。
为什么要有“目的基因导入受体细胞”这一步？教材指出含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞，并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。
为什么要有“目的基因的检测与鉴定”这一步？这是因为目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、鉴定才能得知。
在解决上述为什么基因工程操作程序分四个步骤的基础上，进入每一程序的有关技术和方法的学习。
人教版高中生物选修三1.2《基因工程的基本操作程序》ppt精讲课件
部分基因：含有一种生物的_一__部__分__基因:
①含义:是一项在生物体外_复__制__特__定__D_N_A_片__段__的核酸合成技术。
【解析】选D。基因表达载体的构建是基因工程的第二步,也是 基因工程的核心;一个基因表达载体的组成除目的基因外还必须 具有启动子、终止子、标记基因等部分;目的基因主要是指编码 蛋白质的结构基因;由于受体细胞不同,基因表达载体的构建也 会有差别,不可能都是相同的。
三、目的基因导入受体细胞 1.目的基因导入受体细胞的过程:
遗传
代;
(2)使目的基因能够_____和_________。
表达 发挥作用
2.基因表达载体组成:
启动子
终止子
标记 3.基因表达载体的功能:通过基因表达载体将_________导入受
体细胞。
目的基因
四、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 _________和_____的过程。 维持稳定 表达
【典例训练3】农杆菌是一种在土壤中生活的微生物,能在自然 条件下感染植物,因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。 下图为农杆菌转化法的示意图,试回答下列问题:
(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是
,利用农杆
菌自然条件下感染植物的特点,能实现
。具体原理
是在农杆菌的Ti质粒上存在T-DNA片段,它具有可转移至受体细
术要求高
适用范围小
3.PCR技术与生物体内DNA复制的比较:
项目
PCR技术
DNA复制
解旋方式 DNA在高温下变性解旋
解旋酶催化
场所 不酶 同 点 温度条件
2020高二下学期生物选修3 专题1 课题二 基因工程的基本操作程序(58页ppt)
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
启动子
表达 载体
目的 基因
终止子
标记基因
启动子、终止子与启始密码子、终止密码子
对比
启动子
所在位置 DNA
作用
RNA聚合酶的 结合位点， 转录的起始
课题二 基因工程的基本操作程序
二、 三、 四、
前提 核心 关键 保证
01、目的基因的获取
【问题导学】阅读课本P9-10,回答以下问题： (一）什么是目的基因？能举例说明吗？ (二）获取目的基因的方法有哪些呢？
(一）目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因。
如：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因、人胰岛素基因等。
3、利用PCR技术扩增目的基因
是一项生物体外复制特定DNA片段的核酸合成 技术。通过此技术，可获取大量的目的基因。
原理：DNA双链复制 结果：使目的基因的片段在短时间内成
百万倍地扩增
过程：
c
和
（90℃-95℃）：双链
DNA模板在热作用下，氢键断裂， 形成单链DNA
（复性55℃-65℃）：
系统温度降低，引物与DNA模板 结合，形成局部双链。
(二）获取目的类？
☼
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
。
全部 部分
逐因的
等特性来获
取目的基因1.目的基因可从基因中获得，下列有关基因的描述正确的是 基因段，导入某个生70℃-75℃）：在
Taq酶的作用下，合成与模板 互补的DNA链。
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专题1 基因工程1.2 基因工程的基本操作程序1．基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是()A．目的基因、限制酶、载体、受体细胞B．工具酶、目的基因、载体、受体细胞C．模板DNA、mRNA、质粒、受体细胞D．重组DNA、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶解析：基因工程的基本工具是限制酶、DNA连接酶和载体，前两者统称为工具酶；在实际操作中，载体上插入目的基因形成重组载体，然后导入受体细胞。
答案：B2．在已知某目的基因的一段核苷酸序列的情况下，要在短时间内大量获取该目的基因，最简便的方法是()A．化学合成法B．基因组文库法C．cDNA文库法D．利用PCR技术扩增解析：利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物，进而在一定条件下利用DNA双链复制的原理，将目的基因的核苷酸序列不断地加以复制。
通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。
答案：D3．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别采用的方法是()A．显微注射技术农杆菌转化法B．基因枪法花粉管通道法C．农杆菌转化法显微注射技术D．基因枪法显微注射技术解析：玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射技术。
答案：D4．检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是()A．DNA分子杂交技术B．荧光分子标记技术C．放射性同位素标记技术 D．显微注射技术解析：检测目的基因常采用DNA分子杂交技术，即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等进行标记，以此作为探针，并使探针与基因组DNA杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体DNA中。
答案：A5．下图为基因表达载体的模式图，有关说法错误的是()A．构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因解析：构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶，A正确；不同基因表达载体上的酶切位点和标记基因都有可能不同，B错误；启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，C 正确；抗生素抗性基因的作用就是作为标记基因，用于检测受体细胞中是否导入了目的基因，D正确。
答案：B6．(2016·海南卷)基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即________和从________中分离。
(2)利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_______________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。
(3)在基因表达载体中，启动子是________聚合酶识别并结合的部位。
若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是________。
(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有________和________颗粒。
解析：本题主要考查目的基因的获取方法、基因表达载体的构建方法、目的基因导入植物细胞的方法。
(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，既可在核苷酸序列已知的情况下人工合成，也可用限制酶对生物材料的DNA切割，再选取。
(2)cDNA文库是由mRNA反转录获得的，其中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。
(3)在基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位。
若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是大肠杆菌。
(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。
答案：(1)人工合成生物材料(2)cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因(3)RNA大肠杆菌(或细菌)(4)金粉钨粉A级基础巩固1．下列不属于获取目的基因的方法是()A．利用DNA连接酶复制目的基因B．反转录法C．从基因文库中获取目的基因D．利用PCR技术扩增目的基因解析：对目的基因(DNA片段)进行复制需利用DNA聚合酶而不是DNA连接酶。
答案：A2．下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()A．需要限制酶和DNA连接酶B．必须在细胞内进行C．抗生素抗性基因可作为标记基因D．启动子位于目的基因的首端解析：基因表达载体的构建是指目的基因与载体结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA连接酶将互补的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因。
答案：B3．下列不可能作为基因工程受体细胞的是()A．动物的受精卵细胞B．人的神经细胞C．大肠杆菌细胞D．酵母菌细胞解析：动植物的受精卵细胞均可作为基因工程的受体细胞，以培育成转基因动植物；大肠杆菌细胞和酵母菌细胞是人们最常利用的受体细胞，它们具有很强的繁殖能力，是生产某些药品的良好实验材料。
人的神经细胞高度分化，已失去分裂能力，不能作为基因工程的受体细胞。
答案：B4．基因工程的正确操作步骤是()①目的基因与运载体相结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达④提取目的基因A．③④②①B．②④①③C．④①②③D．③④①②解析：基因工程的基本操作步骤主要包括四步：(1)目的基因的获取，即④提取目的基因。
(2)基因表达载体的构建，即①使目的基因与运载体结合。
(3)将目的基因导入受体细胞，即②。
(4)目的基因的检测与表达，即③检测目的基因的表达。
答案：C5．某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，来表达产生生长激素。
已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因。
下列叙述正确的是() A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒B．RNA聚合酶是构建该重组质粒必需的工具酶C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D．在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌解析：导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A项错误；构建基因表达载体过程中需要限制酶和DNA连接酶，不需要RNA聚合酶，B项错误；由于目的基因要插入到基因B中，即抗氨苄青霉素基因破坏，即工程菌不能抗氨苄青霉素，因此不能用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C项错误；据分析可知，在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌，D项正确。
答案：DB级能力训练6．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图。
(1)基因工程的核心是__________________________________。
(2)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了________法，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________中，然后用该农杆菌感染植株细胞，通过DNA重组将目的基因插入植株细胞的________上。
(3)目的基因在棉株体内能否成功转录，分子水平上可采用________方法检测。
(4)如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的卵细胞中________(填“一定”或“不一定”)含有抗虫基因。
解析：(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。
(2)将目的基因导入棉花细胞内使用了农杆菌转化法，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中，然后用该农杆菌感染植株细胞，通过DNA重组将目的基因插入植株细胞的染色体上。
(3)目的基因在棉株体内能否成功转录，从分子水平上检测可采用分子杂交法。
(4)由于在产生配子的过程中，细胞质基因是随机分配的，因此产生的配子中不一定含有抗虫基因。
答案：(1)基因表达载体的构建(2)农杆菌转化T-DNA染色体(3)分子杂交(4)不一定[B级能力训练]7．如图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。
下列说法不正确的是()A．X是能合成胰岛素的细菌细胞B．质粒通常有多个标记基因和多个限制酶切点C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D．该细菌的性状被定向改造解析：X是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的，含有胰岛素基因，因此能合成胰岛素，A项正确；质粒通常有多个标记基因和多个限制酶切点，这样便于目的基因的插入和筛选含有重组DNA的细胞，B项正确；基因与运载体的重组除了需要DNA连接酶，还需要限制酶，C项错误；基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是采用基因工程技术培育形成的，因此其性状已被定向改造，D项正确。
答案：C8．在基因工程操作技术中，为保证目的基因更好地导入受体细胞，有时需要用Ca2＋处理。
下列有关叙述，正确的是() A．显微注射法中要用Ca2＋处理动物受精卵B．花粉管通道法中要用Ca2＋处理植物体细胞C．农杆菌转化法中要用Ca2＋处理植物细胞D．农杆菌转化法中要用Ca2＋处理农杆菌细胞解析：用Ca2＋处理原核细胞，会增大细胞壁的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态。
在农杆菌转化法中，需要把构建好的重组载体(重组Ti质粒)先导入原核细胞——农杆菌细胞中，此时需要用Ca2＋处理，然后再把含重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞。
答案：D9．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。
下列操作与实验目的不符的是()A．用限制性核酸内切酶Eco RⅠ和连接酶构建重组质粒B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D．用DNA分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上解析：目的基因C和质粒都有可被Eco RⅠ切割的酶切位点，另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来，A项正确；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法，B项正确；质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培养基中应该加入潮霉素，C项错误；使用DNA 分子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上，D项正确。