高中生物人教版現(xiàn)代生物科技專題專題1基因工程 校賽得獎(jiǎng)

第一二節(jié)：DNA重組技術(shù)的基本工具和基因工程的基本程序撰寫人：胡艷艷【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.簡述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。2.認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新3.簡述基因工程的原理及操作程序的四個(gè)步驟?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。2.基因工程載體需要具備的條件。3.簡述基因工程的原理及操作程序的四個(gè)步驟。【方法導(dǎo)引】結(jié)合圖解和教材插圖掌握DNA重組技術(shù)的三種基本工具及應(yīng)用結(jié)合教材插圖理解DNA分子的切割和連接【學(xué)習(xí)過程】一、導(dǎo)入二、知識梳理（一）DNA重組技術(shù)的基本工具1、分子手術(shù)刀------1、限制酶的來源：主要從中分離純化，迄今分離出種2、限制酶的功能：（1）能識別雙鏈DNA分子某種，并使每條鏈特定部位的2個(gè)核苷酸之間的斷開。（2）功能特點(diǎn)：，多數(shù)的識別序列由個(gè)核苷酸構(gòu)成，少數(shù)由或個(gè)構(gòu)成（3）切割結(jié)果：兩種形式--：錯(cuò)位切，切下后的兩端形成的單鏈末端：平切，形成無黏性末端的平口兩種形式的區(qū)別：1、切割的位置是否在中軸線2、是否切出游離的單鏈部分2、分子縫合針---------1、DNA連接酶的功能：將“縫合”起來，恢復(fù)被切開的兩個(gè)核苷酸之間的2、DNA連接酶的作用前提：兩個(gè)DNA分子必須具有相同的3、DNA連接酶的種類：（1）：來源（2）：來源作用作用1、DNA連接酶和DNA聚合酶的區(qū)別：DNA連接酶DNA聚合酶作用實(shí)質(zhì)都是催化兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵是否需要模板不需要需要連接DNA鏈雙鏈單鏈作用過程在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個(gè)核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵作用結(jié)果將存在DNA片段連接成重組DNA分子合成新的DNA分子2、兩種末端恢復(fù)連接所用的DNA連接酶是否可以不加選擇?3、分子運(yùn)輸車--------1、運(yùn)載體種類..2、最常用的運(yùn)載體是（1）來源：（2）分布：（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：3、運(yùn)載體必須具備的條件（1）在宿主細(xì)胞中能保存下來，并且能大量（2）有多個(gè)以便于（3）有一定的便于鑒定和篩選(4)對受體細(xì)胞無害,不影響受體細(xì)胞正常的生命活動(dòng)4、質(zhì)粒載體的處理:真正用做載體的質(zhì)粒,都需要在天然質(zhì)粒上進(jìn)行重組DNA分子的模擬操作1、插入的DNA片段能叫一個(gè)基因嗎?2、如果堿基不能配對,可能是什么原因造成的?（二）基因工程基本操作程序的四個(gè)步驟1、目的基因的獲?。?。目的基因概念：________________________________2。目的基因的舉例：________________________________3。目的基因的獲取途徑（1）從基因文庫中獲?、倩蛭膸斓母拍睿簩⒑心撤N生物不同___________的許多__________，導(dǎo)入_________的群體中儲存，各個(gè)___________分別含有__________________，稱為基因文庫②基因文庫的類型：a.基因組文庫：將某種生物體內(nèi)的DNA_________提取出來，選取用適當(dāng)?shù)腳_________，將DNA切成一定范圍大小的__________，然后，將這些DNA片段分別與載體連接起來，導(dǎo)入________的群體中儲存，每個(gè)受體菌都含有了一段不同的_________。也就是說，這個(gè)群體包含了這種生物的___________b.部分基因文庫：（如cDNA）用某種生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的______反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種______DNA片段，與載體連接后儲存在一個(gè)_________中，那么，這個(gè)受體菌群就叫做這種生物的cDNA文庫d：兩種基因文庫的區(qū)別主要如下表所示：文庫類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小基因中啟動(dòng)子（具有啟動(dòng)作用的DNA片段）基因中的內(nèi)含子（位于編碼蛋白質(zhì)序列內(nèi)的非編碼DNA片段）基因多少物種間的基因交流③從基因文庫中獲取目的基因的依據(jù)有：__________________、__________________、_________________、__________________、__________________（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因：①概念：PCR是一項(xiàng)______________________的核酸合成技術(shù)。②原理：__________________③條件：__________________④過程：_________、__________、___________（3）人工合成法：①通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成，適用于_____________________________的基因②反轉(zhuǎn)錄法：根據(jù)mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成目的基因2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1。構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的（1）_____________________________________（2）____________________________________2。基因表達(dá)載體的組成（1）_____________（2）________①位置：位于____________，是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段②作用：是___________識別和結(jié)合部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因__________，最終獲得需要的_______（3）________①位置：位于基因的末端,也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段②作用：_________________________________（4）___________：①作用：用于鑒別_______________，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。如：_____________3?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建有差別的原因：（1）受體細(xì)胞不同，有______、________、________之分（2）_____________________________________3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1。轉(zhuǎn)化：______________________________________________________________2。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞（1）受體細(xì)胞：_________或__________（2）導(dǎo)入方法：①__________________法：農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染___________植物和_________植物。當(dāng)植物體受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會分泌大量的___________，吸引_________移向這些細(xì)胞，這時(shí)農(nóng)桿菌的________上的T-DNA（可轉(zhuǎn)移的DNA）可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且_______到受體細(xì)胞染色體的___________上a.轉(zhuǎn)化過程：__________________________________________________________________________________________________________________________________轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：將目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體基因組中b.適合于：_____________和___________植物。約80%的轉(zhuǎn)基因植物都是通過這種方法獲得的②基因槍法:__________中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法，但是成本較高③花粉管通道法：植物花粉在柱頭上萌發(fā)后，花粉管要穿過花柱直通胚囊a。過程：在植物受粉后，花粉形成的________還未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加___（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入__________b.我國的________________就是用此種方法獲得3．將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞（1）受體細(xì)胞：__________（2）導(dǎo)入方法：_______________①基本操作程序：首先將含有___________表達(dá)載體提純，并使DNA濃度保持在1-3μg/mL；然后，從雌性動(dòng)物體內(nèi)取出____（卵可以在體內(nèi)受精，也可以在體外受精），采用____________進(jìn)行顯微注射；再將注射了目的基因的________，經(jīng)胚胎早期培養(yǎng)一段時(shí)間后，再移植到雌性動(dòng)物的輸卵管和子宮內(nèi)，使其發(fā)育成有新性狀的的動(dòng)物②實(shí)例：1982年，世界上第一例轉(zhuǎn)基因“超級小鼠”4、目的基因的檢測與鑒定1.目的基因的檢測與鑒定的意義：___________________________________________________________________________________________________________________________2.目的基因檢測：______水平（1）檢測_______________________________________________________①：檢測方法：_______________________（DNA分子與DNA分子雜交）②：檢測過程：將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，在含有目的基因的DNA提取出來，在含有__________的DNA片段上用放射性同位素等作標(biāo)記，以次作為______，使探針與基因組DNA雜交。③：檢測結(jié)果：如果顯示出_______，則表明目的基因已經(jīng)插入染色體DNA中（2）檢測______________________________①：檢測方法：__________________（DNA分子與______________雜交）②：檢測過程：從轉(zhuǎn)基因生物中提取_______，同樣用標(biāo)記的目的基因作探針，與mRNA雜交③：檢測結(jié)果：________________________________________________________（3）檢測___________________________①：檢測方法：分子雜交技術(shù)（抗體分子與_______________雜交）②：檢測過程：________________________________________③：檢測結(jié)果：______________________________________________-3.目的基因的鑒定：_______水平(1)一個(gè)抗蟲或抗病的目的基因?qū)胫参锛?xì)胞后，是否賦予了植物抗蟲或抗病特性，需要做抗蟲或抗病的_______實(shí)驗(yàn)，以確定是否___________________________(2)有的基因工程產(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行______比較，以確定_____________________________________1、導(dǎo)入檢測：DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同位素或熒光分子標(biāo)記的DNA作探針進(jìn)行檢測2、表達(dá)檢測：轉(zhuǎn)錄檢測：分子雜交技術(shù)