基因工程的基本操作程序 学案

课题基因工程的基本操作程序

学习目标：简述基因工程的原理和技术。

理解基因操作的工具和基本程序及应用。

学习重点和难点：

重点：提取目的基因的方法。

难点：目的基因导入受体细胞的途径。

自学测评：

基因工程的基本操作程序主要包括4个步骤：①目的基因的；

②的构建；

③将目的基因；

<

④目的基因的。

一、目的基因的获取：

1、目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的。

2．获取目的基因的方法

（1）从基因文库中获取目的基因

①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各

个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

基因组文库：含有一种生物的基因

②种类

cDNA文库：含有一种生物的基因

③目的基因的获取

(

根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。

（2）利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR：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DNA受热形成，与结合，然后在____的作用

下进行延伸形成DNA。

③方式：指数扩增= （n为扩增循环的次数）

（3）化学方法人工合成：基因较，核苷酸序列。

二、基因表达载体的构建

1、表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因+ 。

2、启动子：位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。

3、终止子：位于基因的，终止。

4、标记基因：受体细胞是否含有目的基因。

5、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代；使目的基因____和发挥作用。

6、不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法，基因表达载体的构建上也会有所差别。

三、将目的基因导入受体细胞

（一）转化：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和的过程。

（二）方法

1、将目的基因导入植物细胞 （1）农杆菌转化法

① 农杆菌特点：易感染 植物和裸子植物，对___________植物没有感染力；Ti 质粒的 可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 ② 转化：目的基因插人

−−→−进入农杆菌→导入植物细胞→目的基因

整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 ~

（2）基因枪法:是 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

2．将目的基因导入动物细胞 （1）方法： 。 （2）操作程序：目的基因表达载体 →取 →显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到_ ___性动物的 ____ _____内发育→新性状动物。 3．将目的基因导人微生物细胞

（1）原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。 （2）转化：

处理细胞→

细胞→表达载体与感受态细胞混合→ ___

细胞吸收DNA 分子。

四、目的基因的检测与鉴定 合作探究、精讲点拨： 探究一 目的基因的获取 1、基因文库 ;

文库 文库2．原核细胞和真核细胞的基因结构

（1）原核细胞的基因结构

类型

…

步骤 检测内容

方法 结果显示 水平检测

第一步

目的基因是否进入受体细胞 是否成功显示出杂交带 )

第二步 目的基因是否转录出mRNA 是否成功显示出杂交带 第三步

目的基因是否翻译出蛋白质

是否成功显示出杂交带

、

水平鉴定

（2）真核细胞的基因结构

技术

原理：

前提：一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成

条件：、、、、过程：

￥

a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为单链

b．退火（℃）：与单链相应互补序列结合

c．延伸（℃）：在的作用下进行延伸Taq酶的特点是。

PCR技术DNA复制

相同点原理%

DNA复制(碱基互补配对)

不同点解旋方式DNA在条件下变性解旋催化场所复制(PCR扩增仪)》

主要在内酶酶细胞内含有的

能量

/

结果

在短时间内形成大量的形成整个

探究二基因表达载体的构建

用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。用______ _______切断目的基因，使其产生________________。将切下的目的基因片段插入质粒的____ __处，再加入适量_____ ______，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）

探究三目的基因导入受体细胞---转化

细胞类型常用方法转化过程

~

植物细胞将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达

探究四目的基因的检测与鉴定——检查是否成功

问题1: 受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗

问题2．试分析真核生物的基因导入细菌细胞后，不能正常发挥功效的可能原因有哪些

）

拓展提高、达标测评：

1．下列正确表示基因操作“四部曲”的是（）

A．提取目的基因→目的基因导入受体细胞→基因表达载体的构建→目的基因的检测和鉴定B．目的基因的检测和鉴定→提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞C．提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定D．基因表达载体的构建→提取目的基因→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定2．下列不属于

．．．获得目的基因的方法的是（）A．利用DNA连接酶复制目的基因B．利用DNA聚合酶复制目的基因

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

、

3．PCR技术扩增DNA，需要的条件是（）

①目的基因②高温③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA ⑥核糖体A．①②③④B．②③④⑤C．①③④⑤D．①②③⑥

4．根据mRNA的信息推出获取目的基因的方法是（）A．用DNA探针测出目的基因B．用mRNA探针测出目的基因

C．用mRNA反转录形成目的基因D．用PCR技术扩增mRNA

5．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（）

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．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA

$

D．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选

6、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入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( )

个个个个