2018学年高中生物 专题1 细胞工程 1.2 基因工程的基本操作程序学案 新人教版-选修3

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1、-1.2　基因工程的基本操作程序目标导航　1.结合教材图1－6，整体把握并说出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。3.理解目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。重难点击　1.基因工程的基本操作程序。2.获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。课堂导入方式一：抑制疾病传播的转基因蚊子巴西等拉美国家深受致倦库蚊的危害。致倦库蚊可携带多种病毒和寄生虫，能够传播脑炎、丝虫等传染病，而这些传染病常年在拉美国家肆虐。为了抑制疾病的传播，巴西科学家培育出了一种转基因雄性致倦库蚊。科学

2、家在雄性致倦库蚊体内植入一种特殊基因，当具该基因的转基因雄蚊与野生雌蚊交配时，这种基因可以进入雌蚊的基因组，并使雌蚊死亡，从而减少了该种蚊子的数量，达到抑制疾病传播的目的。怎样才能最终得到转基因雄蚊呢？让我们一起来学习基因工程的基本操作程序吧！方式二：师：出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解：问：转基因抗虫棉的培育需要哪些步骤？学生看图并回答：首先要获得目的基因，其次将目的基因连接到Ti质粒上，然后将重组的Ti质粒导入受体细胞，最后要重建转基因植物。根据学生回答补充：还需检测抗虫基因是否已经进入棉花植株，并由此引出基因工程的四部曲。一、目的基因的获取1.基因工程的基本操作

3、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。18-(4)目的基因的检测与鉴定。2.目的基因的获取(1)目的基因：主要是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)常见方法①从基因文库中获取基因文库的种类②利用PCR技术扩增目的基因a.原理：DNA双链复制。b.条件：引物、DNA模板、Taq酶、四种脱氧核苷酸。c.过程：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。d.结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数

4、)。③人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可借助DNA合成仪用化学方法直接人工合成。合作探究1.从基因文库中获取目的基因(1)cDNA文库是从某种生物的某一细胞中提取出mRNA，经反转录过程获得的基因文库，为什么该基因文库仅含有该生物的部分基因？答案　由于基因的选择性表达，某种生物的某一细胞中仅有部分基因转录出mRNA，所以由该细胞中的mRNA反转录得到的基因文库仅含该生物的部分基因。(2)结合基因组文库、cDNA文库的概念，尝试从范围上比较二者之间的大小关系，并阐明理由。答案　基因组文库＞cDNA文库。基因组文库含有某种生物的全部基因，而cDNA文库只含有某种生物的

5、部分基因，二者都属于基因文库。2.PCR过程中需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？答案　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。3.人工合成目的基因时，需要预先知道目的基因的核苷酸序列。请推测目的基因的核苷酸序列是如何得到的？答案　测定目的基因产物的氨基酸序列，根据密码子表推测mRNA的可能的核糖核苷酸序列，再根据碱基互补配对原则推测出目的基因的脱氧核苷酸序列。18-1.判断正误：(1)目的基因可以从自然界已有物种中直接分离，也可人工合成(　　)(2)目的基因就是指编码蛋白质的基因(　　)

6、(3)真核生物的基因中含有内含子，因此常用反转录法获取目的基因(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)√2.为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。据图回答下列问题：据图回答：(1)B过程需要的酶是。(2)图中基因组文库(小于、大于、等于)cDNA文库。(3)目的基因Ⅰ和Ⅱ除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中和为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是。答案　(1)反转录酶　(2)大于　(3)DNA　cDNA　耐高温解析　B过程是以RNA为模板合成DNA的反转录过程，需要的酶是反转录酶；目

7、的基因Ⅰ和Ⅱ除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。一题多变下列获取目的基因的方法中需要模板链的是(　　)①从基因文库中获取目的基因　②利用PCR技术扩增目的基因　③反转录法　④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A.①②③④B.①②③C.①②④D.②③答案　D解析　PCR利用的是DNA双链复制原理，将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法则是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在