江苏省响水中学高中生物1.2基因工程的基本操作程序导学案新人教版选修3.doc

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1、1第第 2 2 课时课时基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序学习目标：学习目标：1.简述基因工程原理及基本操作程序。2.明确获取目的基因的方法。3.掌握将目的基因导入受体细胞的方法。4.掌握目的基因检测与鉴定的方法。知识体系梳理知识体系梳理一、目的基因的获取1.从基因文库中获取基因文库种类：。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)原理:DNA 双链复制。(3)过程:第一步,加热至 9095 DNA 解链为单链;第二步,冷却至5560,引物与两条单链 DNA结合;第三步,加热至 7075,热稳定 DNA 聚合酶(Taq酶

2、)从引物起始进行互补链的合成。(4)特点:指数形式扩增。3.人工合成法:如果基因较小,核苷酸序列又已知,可以通过用化学方法直接人工合成。二、基因表达载体的构建1.组成:目的基因、启动子、终止子、标记基因。2.功能: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。3.启动子:位于基因的首端,是RNA 聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。4.终止子:位于基因的尾端,功能是终止转录。5.标记基因:鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将符合要求的受体细胞筛选出来。三、将目的基因导入受体细胞1.转化: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

3、的过程。2.导入植物细胞的方法:农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。农杆菌特点:易感染双子叶植物和裸子植物;Ti 质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的 DNA上。3.导入动物细胞的方法:显微注射技术。4.导入微生物细胞的常用处理方法:用Ca2+处理受体细胞,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。四、目的基因的检测与鉴定1.检测及方法(1)检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因,采用 DNA 分子杂交技术。(2)检测目的基因是否转录出了mRNA,采用分子杂交技术。(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质,采用抗原抗体杂

4、交技术。2.鉴定:除了分子检测外,还需要进行个体生物学水平的鉴定,如抗虫、抗病鉴定等。重难点探究重难点探究1.基因工程的基本步骤中,哪几步用到了限制酶?哪几步涉及碱基的互补配对?2.构建基因表达载体的目的是什么?基因表达载体由哪些组分组成?各组分起什么作用?23.转化的实质是什么?常见的转化方法有哪些?基础智能检测基础智能检测1.在胰岛素的基因与质粒形成重组 DNA 分子的过程中,下列有关叙述正确的是()。可用同一种限制酶切割两者不能用同一种限制酶切割两者加入适量的 DNA 连接酶不需加 DNA 连接酶A.B.C.D.2.科学家在培育抗虫棉时,起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中,然后

5、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,结果长成的植株有了抗虫能力。请回答下列问题:(1)由 以 上 过 程 推 知,作 为 目 的 基 因 的 载 体 应 具 备 的 结 构是。(2)基因表达载体的构建过程是在(细胞内、细胞外)进行的,需要的工具有。启动子具有的作用。(3)当苏云金芽孢杆菌的抗虫基因和质粒混合后,在 DNA 连接酶的作用下会有几种结合方式?分别是什么?。3.关于将目的基因导入受体细胞的

6、说法中,正确的是()。A.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法B.将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射技术C.为使大肠杆菌易吸收 DNA 分子,应先用缓冲液进行处理D.在显微注射技术中,不需先构建基因表达载体4.如图所示,科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的 DNA 分子重组,并且在大肠杆菌中表达成功。请据图回答问题:(1)为 了 增 加 目 的 基 因 的 数 量,可 以 利 用技术进行快速复制,其过程:目的基因 DNA 受热变性后解旋为单链;引物与单链相应互补序列结合,然后在酶的作用下进行延伸,如此循环。(2)图中代表基因表达载体,一个完整的基因表达载体一般应包括启动子、目的基因、终止子及复制原点等五个部分。(3)过程的受体若是双子叶植物和裸子植物,则采用最多的方法是。(4)干细胞是一类具有分裂能力的细胞,造血干细胞经分裂、分化形成了不同功能的细胞,发生这些变化是由于造血干细胞中。我的疑问：我的收获：