基因工程的一般過程

1、基因工程的一般過程與技術(1)學習目標一、 知識與技能1.簡述基因工程基本操作程序，以及各步驟的一般方法、原理。二、 過程與方法1. 通過具體的情境，引導學生在思索和探究中學習新知識。2. 充分利用圖片、動畫等直觀教學手段，結合模擬實驗的動手操作，準確理解基因工程的一般過程。三、 情感、態(tài)度與價值觀1.認同基因工程的基本操作程序以及各部驟的一般方法、原理。課前導學（2） 基因工程的一般過程（一）獲取目的基因：可以通過 獲取目的基因，又可以通過 擴增目的基因，還可以通過 直接人工合成。1通過基因文庫獲取目的基因（1）基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體細菌的群體中儲存，各個

2、受體菌分別含有這種生物的 （不同/相同）基因，稱為基因文庫。（2）構建基因文庫：首先：用適當?shù)姆椒▽⒛骋环N生物細胞的 切割成大小合適的片段，并將這些片段與合適的載體進行體簡述外重組；其次：將重組DNA分子轉(zhuǎn)入相應的宿主，通過 使DNA片段擴增；最后：形成含有大量重組體的群體。1、 從基因文庫中得到目的基因的方法：根據(jù)基因的 、基因的 、 、 以及基因的 等信息，可以直接從基因文庫中獲得目的基因。2通過PCR技術擴增目的基因：PCR技術又稱為 技術，原料：模板DNA、引物、4中脫氧核糖核苷酸、耐熱DNA聚合酶（Taq酶）。過程：變性：加熱使模板DNA在高溫下（9095）變性，雙鏈間的氫鍵斷裂成兩

3、條單鏈。 退火：使溶液溫度降至5560，模板DNA與引物按堿基互補配對原則結合延伸：溶液反應溫度升至7075，耐熱DNA聚合酶以單鏈DNA為模板，在引物的引導下，利用反應混合物中的4種脫氧核苷酸，按53方向復制出互補DNA。 在9095下 DNA片段變性 在5560下 引物與模板結合 在7075下 互補鏈不斷延伸圖解：3.通過化學方法直接人工合成：比較小的目的基因可在了解DNA分子核苷酸序列的基礎上通過DNA合成儀直接人工合成。（二）制備重組DNA分子：1目的：是目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，是目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2組成：目的基因+_+_+標記基因 （1）啟動子：

4、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動，而是RNA聚合酶的_和_部位，其與RNA聚合酶結合后驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄活動，并引起相應蛋白質(zhì)的合成。 （2）終止子：載體中終止_過程的核苷酸序列。 （3）標記基因：為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素抗性基因。3構建重組DNA分子的步驟：. 用DNA連接酶連接目的基因和載體。. 用同一種限制酶切割載體和含目的基因的外源DNA。質(zhì)疑探究1.1個目的基因通過PCR技術擴增循環(huán)n次，可得到多少個目的基因？_個。2.PCR技術與DNA復制有哪些不同點和相同點，嘗試用表格進行歸納。比較項目PCR

5、技術DNA體內(nèi)復制異環(huán)境步驟解旋方法酶引物引物是否去除否是同 利用4種脫氧核糖核苷酸，按照53的順序合成DNA單鏈3.作為目的基因的表達載體，為什么需要帶有選擇標記基因？4.啟動子和終止子在基因的表達過程中的作用與遺傳密碼子中的“起始密碼子和終止密碼子”的有何區(qū)別？5.目的基因和載體被限制酶切割后，可以形成哪幾種連接片段？反饋矯正1下列關于基因工程的敘述中，不正確的是 （ ）A重組DNA是在體外進行的 B基因工程又叫做重組DNA技術C基因工程是現(xiàn)代生物技術的核心 D基因工程的受體細胞必須是大腸桿菌等原核生物2下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是 ( )從基因文庫中獲取目的基因 利用PCR技術

6、擴增目的基因 通過DNA合成儀利用化學方法人工合成 A B C D3在基因工程中，把目的基因（共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個）放在DNA擴增儀中擴增4代，那么，在擴增儀中應放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是（ ）A540個 B8100個 C17280個 D7560個4在已知小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是 （ ）A用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA B以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C將工體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細胞中，再進一步篩選 D由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測mRNA 5PCR技術通過對目的基因進行擴增，可以得到大量的目的基因，下面對該技術的敘述，不正確的是 （ ）

7、A遵循的基本原理是DNA半保留復制和堿基互補配對B擴增儀內(nèi)必須加入引物、原料和DNA聚合酶C每擴增一次，溫度都要發(fā)生907555的變化D成指數(shù)式擴增，約為2n（n為擴增次數(shù)）6下圖表示一項重要的生物技術，對圖中物質(zhì)a、b、c、d的描述，正確的是 （ ）Aa通常存在于細菌體內(nèi)，目前尚未發(fā)現(xiàn)真核生物體內(nèi)有類似的結構Bb識別特定的核苷酸序列，并將A與T之間的氫鍵切開Cc連接雙鏈間的A和T，使黏性末端處堿基互補配對D若要獲得真核生物的d，則一般采用人工合成方法7目的基因與運載體結合所需的條件有 （ ）同一種限制酶 具有抗性基因的質(zhì)粒 RNA聚合酶目的基因 DNA連接酶 四種脫氧核苷酸 ATPA B C

8、 D8下列哪一個不是基因表達載體的組成部分 ( )A終止密碼 B目的基因 C標記基因 D啟動子9下列有關基因工程的運載體中標記基因的說法不正確的是 （ ）A可檢測重組DNA分子是否導入了受體細胞 B可指示哪些細胞是轉(zhuǎn)化細胞C可指示運載體中是否插入了外源DNA片段D可檢測目的基因在受體細胞中是否成功表達10以下有關基因工程的敘述，錯誤的是 （ ）A馬鈴薯的葉肉細胞可用作為受體細胞B目的基因的成功導入是目的基因在受體細胞中表達的前提C采用“基因文庫法”獲得目的基因是最常用的獲得目的基因的方法D一般采用同一種限制性內(nèi)切酶分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA11有關PCR技術的說法，不正確的是 （ ）AP

9、CR是一項在生物體外復制特定的DNA片段的核酸合成技術BPCR技術的原理是體外模擬DNA的復制C利用PCR技術獲取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列DPCR擴增中必須有解旋酶才能解開雙鏈DNA遷移創(chuàng)新12下圖是利用基因工程技術生產(chǎn)人胰島素的操作過程部分示意圖，請據(jù)圖作答。（1）能否利用人的皮膚細胞來完成過程？ ，為什么？ 。（2）過程必需的酶分別是 、 。（3）過程中需要用到的酶是_。通過和過程可獲得大量所需要的相同DNA分子片段，該項技術叫做_。（4）若A中共有a個堿基對，其中腺嘌呤有b個，則過程連續(xù)進行5次，至少需要提供鳥嘌呤 個。 （5）在利用AB獲得C的過程中，必須用 切

10、割A和B，再加入 ，才可以形成C。（6）在進行基因工程操作過程中，胰島素基因必需與運載體質(zhì)粒結合后才能進入大腸桿菌體內(nèi)，并且在細菌內(nèi)增殖。質(zhì)粒的化學本質(zhì)是一種 。（7）不同生物間基因的移植成功，說明生物共用一套 。 基因工程的一般過程與技術(1)課前導學1、 基因工程的一般過程（1） 基因文庫、PCR、化學方法。1. （2）整個基因組DNA、宿主細胞的繁殖。（3） 核苷酸序列、功能在染色體上的位置、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物、翻譯產(chǎn)物。二、2. 啟動子、終止子。 (1)識別和結合。(2)轉(zhuǎn)錄質(zhì)疑探究1.2n2.體外，經(jīng)3個溫度控制體內(nèi)，溫和條件變性、退火、延伸起始、延伸、終止高溫（90-95）使雙鏈變性DNA解旋酶Taq酶（耐熱DNA聚合酶）DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等人工合成的DNA單鏈（18-30個堿基對）細胞自行合成的RNA3.檢測和篩選重組細胞4.啟動子可以啟動目的基因的轉(zhuǎn)錄過程，是質(zhì)粒上的一段DNA序列，可以和RNA聚合酶結合； 啟動密碼子可以啟動翻譯過程，是信使RNA上的3個相鄰的核苷酸。 終止子可以終止目的基因的轉(zhuǎn)錄過程，是質(zhì)粒上的一段DNA序列； 終止密碼子可以終止翻譯過程，是信使RNA上的3個相鄰的核苷酸。5.質(zhì)粒和質(zhì)粒連接、質(zhì)粒和目的基因連接、目的基