3.2基因工程的基本操作程序（第1課時(shí)）（原卷版）

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