高中生物苏教版选修三教师用书：第1章基因工程-第1节-第2课时含解析

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1、1.简述基因工程的一般过程。2.理解获取目的基因的方法。（重、难点）3.掌握将目的基因导入受体细胞的方法。（重点）4.掌握冃的基因的检测和鉴定方法。（重点）获取n的基因和构建基因表达载体o自主认知◊1・获取目的基因（1）通过基因文库获取目的基因：①基因文库的含义：将某种生物细胞的整个基因组DNA切割成大小合适的片段，分别与载体连接起来,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。这个受体菌群体就被称为基因文库。②种类：a.基因组文库:含有一种生物所有的基因。b.部分基因文库:含有一种生物的一部分

2、基因。（2）利用PCR技术扩增目的基因：①原理：DNA分子半保留复制。②场所：生物体外（PCR仪）。③优点：操作简单、容易掌握、结果可靠、较短时间内大量扩增。④发明家：美国科学家穆里斯。（3）通过化学方法直接人工合成目的基因：①仪器：DNA合成仪。②基因特点：比较尘、脱氧核昔酸序列已知。2.构建基因表达载体(1)目的：使目的基因进入受体细胞并有效表达,能稳定存在且遗传给后代。(2)组成：一个基因表达载体除了口的基因外,还应包括启动子、终止子和标记基因等。◊核心突破◊［合作探讨］基因表达载体的构建是基因工程的核心，下

3、面图1为基因表达载体的构建过程图，图2为基因表达载体模式图。请据图分析：载体(质粒)I①一个切口两个黏性末端DNA^^I①两个切口获得目的基因［②重组DNA分子(重组质粒)图1探讨人图1屮的①是什么物质？切割冃的基因和载体要选用同一种①吗？为什么？提示：限制性核酸内切酶。选用同一种①，因为：选用同一种限制性核酸内切酶切割会产生相同的黏性末端，可以在DNA连接酶的作用下将切割的目的基因和载体连接起来。探讨2：图1中②是什么物质？试探讨用②连接目的基因和载体DNA吋产生儿种可能的连接方式？哪一种是符合要求的连接方式。提

4、示：DNA连接酶。可能有3种连接方式，即目的基因和目的基因相连、载体DNA和载体DNA相连、目的基因和载体DNA相连。其中符合要求的是目的基因和载体DNA相连形成的重组DNA分子。探讨3：图2中的抗生素抗性基因属于什么基因？能否将目的基因插入该基因中？为什么？提示：标记基因。不能。标记基因用于鉴定受体细胞是否成功导入目的基因，以便将含目的基因的细胞筛选出来，若有目的基因插入，则标记基因被破坏，无法进一步筛选。［思维升华］1.获取目的基因(1)來源。目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以用人工方法合成。(

5、2)具体方法。①从已有的物种屮分离：从基因文库屮提取口的基因。②化学合成法：对于比较小，核昔酸序列已知的目的基因一般用人工合成的方法。如已知氨基酸序列，合成DNAo「

6、推测,,推测蛋片质的氨基酸序列

7、——-

8、mRNA的核廿酸序列

9、——>化学结构基因的核昔酸序列

10、査或用的基因③反转录法：它是以目的基因的mRNA为模板，合成碱基互补的单链DNA,然后在DNA聚合酶的作用下合成双链DNAo反转录合成目的基因的mRNA

11、——>

12、单链DNA

13、——-双链DNA即目的基因④利用PCR技术扩增目的基因。a.PCR的含义：一项在生物

14、体外通过酶促反应有选择地大量扩增目的基因或DNA序列的技术。b.目的：短时间内大量扩增目的基因或DNA序列。c・原理：DNA分子半保留复制。d.特点：操作简单、易掌握、结果可靠，能在短时间内大量复制目的基因或DNA序列。e.步骤：第一步，向离心管加入模板、原料、引物及TaqDNA聚合酶。第二步，加热至94°C,双链DNA解旋为单链DNAo第三步，冷却至55°C,引物与两条单链DNA±的特定部位相互配对。第四步，加热至72°C,热稳定DNA聚合酶(加g聚合酶)从引物起始进行互补链的合成。如此重复循环多次。d.特点：指

15、数形式扩增。2.PCR技术扩增目的基因与DNA复制的比较PCR技术DNA复制相同点原则碱基互补配对原料四种脱氧核昔酸条件模板、ATP、酶不同占解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制细胞核内酶热稳定的DNA聚合酶(7购聚合酶)细胞内含有的DNA聚合酶结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子［特别提醒］提取目的基因的三种方法的应用情况(1)如果不知道目的基因的核昔酸序列，可以通过构建基因文库的方法，即通过用受体菌储存并扩增目的基因后，从基因文库中去获取目的基因。(2)如果知道目的基因的核昔酸序

16、列，而且基因比较小，可以通过DNA合成仪利用化学方法人工合成。(3)如果知道扩增目的基因及两端的核昔酸序列，而且基因又比较大，则可以通过PCR技术扩增目的基因。2.构建基因表达载体(1)基因表达载体结构。PJ-ttfRt!性核嚴内切・基因衰达載体模式图(2)分析。①启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于目的基因上游的一段核昔酸序列，是RNA聚合酶识别和结合