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第三章基因工程第2節(jié)第1課時(shí)目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建(課前+課中+課后,三案一體)課前案【預(yù)習(xí)新知】一、目的基因的篩選與獲取1.目的基因的概念在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中,用于或獲得等的基因就是目的基因。根據(jù)不同的需要,目的基因不同,主要指的基因。2.篩選合適的目的基因從相關(guān)的已知和清晰的基因中篩選。3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因(1)PCR的含義:的縮寫,是一項(xiàng)根據(jù)的原理,在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件,對(duì)目的基因的進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。(2)條件:、DNA模板、、4種脫氧核苷酸等。(3)擴(kuò)增過程:目的基因DNA后分解為單鏈,與單鏈結(jié)合;然后以為模板,在的作用下,即將4種脫氧核苷酸加入到引物的3’端,如此循環(huán)多次。每次循環(huán)一般可分為、和延伸三步。二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1.目的:使目的基因在受體細(xì)胞中,并且遺傳給下一代,并使目的基因能夠和發(fā)揮作用。2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程3.基因表達(dá)載體的組成及作用【預(yù)習(xí)自測(cè)】1.Taq酶是用PCR儀對(duì)DNA分子擴(kuò)增過程中常用的一種耐高溫的DNA連接酶。()2.PCR技術(shù)中,DNA模板鏈上的堿基G和C的比例越高,DNA變性解鏈的溫度就越高。()3.PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)需用解旋酶將DNA雙鏈打開。()第1課時(shí)目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建課中案【導(dǎo)】1997年,我國政府首次批準(zhǔn)商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。到2015年,我國已育成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新品種100多個(gè),減少農(nóng)藥用量40萬噸,增收節(jié)支社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益450億元。你知道轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲的機(jī)制是什么嗎?培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉一般需要哪些步驟?【思】1.基因工程的基本操作程序主要包括那幾個(gè)步驟?2.基因工程操作的每一步涉及的技術(shù)和方法有哪些?【議】1.基因工程操作過程中,哪些步驟中具有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象?2.基因工程過程中的關(guān)鍵是什么?3.PCR技術(shù)的原理是什么?4.PCR反應(yīng)過程【展】學(xué)生展示討論結(jié)果【評(píng)】對(duì)比PCR與DNA復(fù)制過程PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原料四種脫氧核苷酸條件模板、酶、能量不同點(diǎn)解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場(chǎng)所體外復(fù)制細(xì)胞內(nèi)(主要在細(xì)胞核內(nèi))酶耐高溫的DNA聚合酶解旋酶、DNA聚合酶結(jié)果大量的DNA片段形成整個(gè)DNA分子【檢】引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容【練】完成課后案第1課時(shí)目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建課后案1.下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化,圖中依次表示限制性內(nèi)切核酸酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是(
)A.①②③④ B.①②④③C.①④②③ D.①④③②2.科學(xué)家常用PCR特異性地快速擴(kuò)增目的基因,PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖液中進(jìn)行,需要提供DNA母鏈、4種脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶和2種引物。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(
)A.DNA母鏈:提供DNA復(fù)制的模板B.4種脫氧核苷酸:合成DNA子鏈的原料C.耐高溫的DNA聚合酶:打開DNA雙鏈并延伸DNA子鏈D.2種引物:使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸3.基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟,是成功的關(guān)鍵,下列相關(guān)說法不正確的是()A.構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的包括使目的基因在受體細(xì)胞中能穩(wěn)定存在且遺傳給下一代B.基因工程中使用的標(biāo)記基因有許多種,有的標(biāo)記基因是質(zhì)粒上固有的C.一個(gè)基因表達(dá)載體一般包括目的基因、標(biāo)記基因、起始密碼和終止密碼等結(jié)構(gòu)D.基因表達(dá)載體中的復(fù)制原點(diǎn)是質(zhì)粒DNA的復(fù)制的起點(diǎn)4.將外源基因送入細(xì)胞通常是利用質(zhì)粒作為載體。下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述,正確的是()A.質(zhì)粒從細(xì)胞中提取出來后即可以直接使用,無須人工改造B.質(zhì)粒上常有特殊的標(biāo)記基因,以便于重組DNA分子的篩選C.質(zhì)粒是具有自我復(fù)制能力的DNA分子,只存在于原核生物中D.質(zhì)粒一般只有一個(gè)限制酶切制位點(diǎn),以便于目的基因插入5.科研人員以抗四環(huán)素基因?yàn)闃?biāo)記基因,通過基因工程的方法讓大腸桿菌生產(chǎn)鼠的β珠蛋白,治療鼠的鐮刀型細(xì)胞貧血癥。下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),不合理的是()A.用β珠蛋白基因、啟動(dòng)子、終止子、抗四環(huán)素基因等元
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