2020高中生物专题1基因工程1.2第1课时目的基因获取和基因表达载体的构建教案新人教版选修3.docx

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1、第1课时　目的基因获取和基因表达载体的构建[学习目标]　1.掌握基因工程的基本操作程序。2.理解获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。知识点一　目的基因的获取知识梳理1.基因工程操作的基本程序(1)目的基因的获取。(2)基因表达载体的构建。(3)将目的基因导入受体细胞。(4)目的基因的检测与鉴定。2．目的基因的获取(1)目的基因概念：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。(2)目的基因的来源①从生物中直接获取。②人工合成的方法合成。(3)目的基因获取方法①从基因文库中获取a．前提条件：目的基因序列未知。b

2、．基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，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。d．构建过程e．提取依据：根据基因的有关信息，如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。②利用PCR技术扩增目的基因a．PCR含义：是多聚酶链式反应的缩写，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。b．PCR原理：DNA双链复制。c．前提条件：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。d．要求模板：目的基因两

3、条链原料：dNTP酶：热稳定DNA聚合酶(Taq酶)引物：人工合成的两条DNA片段(引物1，引物2)e．扩增过程f．方式：指数形式扩增(2n，n为扩增循环的次数)g．结果：获得大量目的基因③人工合成a．前提条件：核苷酸序列已知，基因比较小。b．方法：通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。　1.所有的目的基因都可以从基因文库中获得吗？提示：不可以。基因文库包括部分基因文库(如cDNA文库)和基因组文库，前者含有某生物的部分基因，不可能从中获得全部目的基因，后者包含该生物的所有基因，可以获得所有的目的基因。2．PCR过程中需要

4、解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？提示：PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。典题分析题型一　目的基因获取方法的辨析[例1]　下列有关获取目的基因的方法，叙述错误的是(　　)A．从基因文库中直接获取目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性B．由于真核细胞的基因中含有不表达的DNA片段，所以一般使用人工合成的方法获取真核细胞中的目的基因C．如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以利用化学方法直接人工合成D．PCR技术的原理

5、是DNA复制，需DNA连接酶催化DNA合成解题分析　PCR技术的原理是DNA分子的复制，需要耐高温的DNA聚合酶催化DNA合成，D错误。答案　D[例2]　下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述正确的是(　　)A．三种方法都需要酶并均在体外进行B．①②③碱基对的排列顺序均相同C．三种方法均属于人工合成法D．方法a不遵循中心法则解题分析　这三种方法都是在体外进行的，且都用到酶(方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶，方法b需要限制酶，方法c需要DNA聚合酶)，A正确；①③序列中一般不含有内含子，②中含有内含子，所以①

6、②③碱基对的排列顺序不相同，B错误；图示a和c属于人工合成法，而b是从供体细胞的DNA中直接分离目的基因的方法，C错误；方法a遵循中心法则，D错误。答案　A技法提升获取目的基因的方法选择(1)如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通过构建基因文库的方法，从基因文库中获取目的基因。(2)如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比较小，可以通过DNA合成仪利用化学方法直接人工合成。(3)如果知道要扩增的目的基因及两端的核苷酸序列，而且基因又比较大，可以通过PCR技术扩增目的基因。题型二　PCR过程分析和体内DNA复制的比较[例3]　

7、利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n代，需(　　)A．测定DNA分子两端的核苷酸序列，以便设计引物对B．2n对引物参与子代DNA分子的合成C．向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等D．保持反应体系温度恒定，确保扩增的正常进行解题分析　PCR技术中引物的设计是根据扩增的DNA片段两端的核苷酸序列，A正确；依题意，将某DNA分子扩增n代，形成2n个DNA分子，其中除了两条最初的模板不含引物，其他的链均含有引物，因此需要2n－1对引物，B错误；PCR技术是在体外进行DNA扩增，不需要解旋酶，高温使氢键断裂，需要耐高温的DNA聚合

8、酶，C错误；通过改变温度，从而使DNA变性、复性和延伸循环进行，D错误。答案　A[例4]　PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是(　　)①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA　②PCR过程不需要DNA聚合酶　③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反