高中生物基因工程的基本操作程序

基因工程的基本操作程序

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.掌握目的基因獲取的常見方法。（難點(diǎn)）2.學(xué)會基因表達(dá)載體構(gòu)建的方法和要求。

（重、難點(diǎn)）3.理解目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的具體過程。（重點(diǎn)）4.掌握目的基因檢測與

鑒定的具體操作。

預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué),思維啟動(dòng)［梳理教材?夯實(shí)基礎(chǔ)二

JIAOCAIDAODU

一、目的基因的獲?。ㄩ喿x教材PB?Pu）

1.目的基因：主要是指鯉垂旦質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。

2.目的基因的獲取方法

（1）從基因文庫中獲取

①基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存,各

個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。

基因組文庫：包含一種生物所有的基因

②種類

部分基因文庫：包含一種生物的一部分基因

③提取依據(jù)：基因的核昔酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)

物mRNA,以及基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性。

⑵利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因

①PCR的含義：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。

②目的:短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。

③原理:DNA雙鏈復(fù)制。

④過程

第一步:加熱至90?95℃,DNA解鏈;

第二步：冷卻至55?60°C,引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈;

第三步：加熱至70?75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶（窗。酶）從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。

如此重復(fù)循環(huán)多次。

⑤特點(diǎn)：指數(shù)形式擴(kuò)增。

（3）人工合成

如果目的基因較小，核甘酸序列又已知，可通過DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成。

二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建（閱讀教材P”）

1.構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的

（1）使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代。

(2)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

2.基因表達(dá)載體的組成

心巧記______________________________________

基因表達(dá)載體的組成

兩子啟動(dòng)和終止；目的基因在中間；標(biāo)記基因來篩選。

3.基因表達(dá)載體的功能：通過基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。

三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(閱讀教材Pu?PK>)

1.轉(zhuǎn)化的概念：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。

2.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞

(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法:將目的基因?qū)腚p子葉植物和裸子植物。

(2)基因槍法：將目的基因?qū)雴巫尤~植物常用的方法。

(3)花粉管通道法:我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法。

3.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞

⑴方法：顯微注射法。

(2)常用受體細(xì)胞：受精卵。

4.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞

(1)方法

①用Ca"處理細(xì)胞,使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)(這種細(xì)胞

稱為感受態(tài)細(xì)胞)。

②感受態(tài)細(xì)胞吸收重組表達(dá)載體D\A分子。

(2)受體細(xì)胞：原核細(xì)胞(使用最廣泛的是大腸桿菌細(xì)胞)。

(3)原核生物的特點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少等。

四、目的基因的檢測與鑒定(閱讀教材％?P”)

1.分子水平檢測

(1)檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因。

方法：DNA分子雜交技術(shù)。

(2)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出rnRNA,

方法：分子雜交技術(shù)。

(3)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。

方法：抗原一抗體雜交技術(shù)。

2.個(gè)體生物學(xué)水平鑒定：抗蟲、抗病、抗逆性狀的有無及程度。

匚YUXIFANKUI

fl連一連

［方法技術(shù)］［內(nèi)容］

［基因槍法葭1將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞〕1

［顯微注射法pK

1檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞1

［農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法人將目的基因?qū)雴巫尤~植物)

［DNA分子雜交技術(shù)將H的基因?qū)腚p子葉植物)

［抗原一抗體雜交技術(shù)4」檢測日的基因是否轉(zhuǎn)弱

|分子雜交技術(shù)匕檢測H的基因是否翻譯)

10判一判

(1)所有的目的基因都可從基因文庫中直接獲得。(X)

(2)基因工程操作程序的核心步驟是目的基因的獲取。(X)

分析：核心步驟為基因表達(dá)載體的構(gòu)建。

(3)標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的

細(xì)胞篩選出來。(J)

(4)目的基因?qū)腚p子葉植物一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(J)

(5)基因工程常用的受體細(xì)胞都是動(dòng)植物的體細(xì)胞。(X)

(6)(2018?西寧高二期末)基因工程是否成功需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平上的鑒定。(J)

4_主___題__探__究__，__講__練__互__動(dòng)__)

主題1目的基因的獲取

口探究1目的基因獲取的方法

結(jié)合下面過程，探究獲取目的基因的方法:

類型(1)(2)(3)(4)

供體細(xì)胞

目的基因的

中的DNA蛋門質(zhì)的氨

inRNA

1限制酶基酸序列

1逆轉(zhuǎn)泉II的基因

許多DNA

單鏈DNADNA1推測

片段

1合成高溫1解鏈

1連接inRNA的

雙鏈DNA單鏈DNA

表達(dá)載體核件酸序列

過程［插入

1導(dǎo)入與引物

載體結(jié)合、1推測

受體細(xì)胞DNA

1導(dǎo)入］聚合醐基因的核

V

受體菌群甘酸序列

外源DNA大量口

（（-DNA文庫）化學(xué)

擴(kuò)增的基因

1分離1合成

I分離

II的基因目的基因

目的基因

獲取方法基因組文庫部分基因文庫（如cDNA文庫）PCR技術(shù)擴(kuò)增人工合成

口探究2比較PCR技術(shù)與DNA復(fù)制的不同點(diǎn)

項(xiàng)目DNA復(fù)制PCR技術(shù)

解旋方式解旋酶催化DNA在高溫作用下變性解旋

場所細(xì)胞內(nèi)（主要在細(xì)胞核內(nèi)）細(xì)胞外（主要在擴(kuò)增儀內(nèi)）

酸解旋酶、普通的DNA聚合酶等耐熱的DNA聚合酶（Taq酶）

溫度條件細(xì)胞內(nèi)溫和條件需控制溫度，在較高溫度下進(jìn)行

合成的對象DNA分子DNA片段或基因

四種獲取目的基因方法的比較

基因文庫的構(gòu)建

方法部分基因文庫PCR技術(shù)擴(kuò)增人工合成