高中生物人教版现代生物科技专题专题1基因工程 校赛得奖

第一二节：DNA重组技术的基本工具和基因工程的基本程序撰写人：胡艳艳【复习目标】1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新3.简述基因工程的原理及操作程序的四个步骤。【重点难点】重组技术所需的三种基本工具的作用。2.基因工程载体需要具备的条件。3.简述基因工程的原理及操作程序的四个步骤。【方法导引】结合图解和教材插图掌握DNA重组技术的三种基本工具及应用结合教材插图理解DNA分子的切割和连接【学习过程】一、导入二、知识梳理（一）DNA重组技术的基本工具1、分子手术刀------1、限制酶的来源：主要从中分离纯化，迄今分离出种2、限制酶的功能：（1）能识别双链DNA分子某种，并使每条链特定部位的2个核苷酸之间的断开。（2）功能特点：，多数的识别序列由个核苷酸构成，少数由或个构成（3）切割结果：两种形式--：错位切，切下后的两端形成的单链末端：平切，形成无黏性末端的平口两种形式的区别：1、切割的位置是否在中轴线2、是否切出游离的单链部分2、分子缝合针---------1、DNA连接酶的功能：将“缝合”起来，恢复被切开的两个核苷酸之间的2、DNA连接酶的作用前提：两个DNA分子必须具有相同的3、DNA连接酶的种类：（1）：来源（2）：来源作用作用1、DNA连接酶和DNA聚合酶的区别：DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个核苷酸之间的磷酸二酯键是否需要模板不需要需要连接DNA链双链单链作用过程在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯键作用结果将存在DNA片段连接成重组DNA分子合成新的DNA分子2、两种末端恢复连接所用的DNA连接酶是否可以不加选择?3、分子运输车--------1、运载体种类..2、最常用的运载体是（1）来源：（2）分布：（3）结构特点：3、运载体必须具备的条件（1）在宿主细胞中能保存下来，并且能大量（2）有多个以便于（3）有一定的便于鉴定和筛选(4)对受体细胞无害,不影响受体细胞正常的生命活动4、质粒载体的处理:真正用做载体的质粒,都需要在天然质粒上进行重组DNA分子的模拟操作1、插入的DNA片段能叫一个基因吗?2、如果碱基不能配对,可能是什么原因造成的?（二）基因工程基本操作程序的四个步骤1、目的基因的获取：1。目的基因概念：________________________________2。目的基因的举例：________________________________3。目的基因的获取途径（1）从基因文库中获取①基因文库的概念：将含有某种生物不同___________的许多__________，导入_________的群体中储存，各个___________分别含有__________________，称为基因文库②基因文库的类型：a.基因组文库：将某种生物体内的DNA_________提取出来，选取用适当的__________，将DNA切成一定范围大小的__________，然后，将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入________的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的_________。也就是说，这个群体包含了这种生物的___________b.部分基因文库：（如cDNA）用某种生物发育的某个时期的______反转录产生的多种______DNA片段，与载体连接后储存在一个_________中，那么，这个受体菌群就叫做这种生物的cDNA文库d：两种基因文库的区别主要如下表所示：文库类型cDNA文库基因组文库文库大小基因中启动子（具有启动作用的DNA片段）基因中的内含子（位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段）基因多少物种间的基因交流③从基因文库中获取目的基因的依据有：__________________、__________________、_________________、__________________、__________________（2）利用PCR技术扩增目的基因：①概念：PCR是一项______________________的核酸合成技术。②原理：__________________③条件：__________________④过程：_________、__________、___________（3）人工合成法：①通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成，适用于_____________________________的基因②反转录法：根据mRNA逆转录形成目的基因2、基因表达载体的构建1。构建基因表达载体的目的（1）_____________________________________（2）____________________________________2。基因表达载体的组成（1）_____________（2）________①位置：位于____________，是一段有特殊结构的DNA片段②作用：是___________识别和结合部位，有了它才能驱动基因__________，最终获得需要的_______（3）________①位置：位于基因的末端,也是一段有特殊结构的DNA片段②作用：_________________________________（4）___________：①作用：用于鉴别_______________，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。如：_____________3。基因表达载体的构建有差别的原因：（1）受体细胞不同，有______、________、________之分（2）_____________________________________3、将目的基因导入受体细胞1。转化：______________________________________________________________2。将目的基因导入植物细胞（1）受体细胞：_________或__________（2）导入方法：①__________________法：农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染___________植物和_________植物。当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的___________，吸引_________移向这些细胞，这时农杆菌的________上的T-DNA（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且_______到受体细胞染色体的___________上a.转化过程：__________________________________________________________________________________________________________________________________转化的实质：将目的基因整合到受体细胞的染色体基因组中b.适合于：_____________和___________植物。约80%的转基因植物都是通过这种方法获得的②基因枪法:__________中常用的一种基因转化方法，但是成本较高③花粉管通道法：植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊a。过程：在植物受粉后，花粉形成的________还未愈合前，剪去柱头，然后，滴加___（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道进入__________b.我国的________________就是用此种方法获得3．将目的基因导入动物细胞（1）受体细胞：__________（2）导入方法：_______________①基本操作程序：首先将含有___________表达载体提纯，并使DNA浓度保持在1-3μg/mL；然后，从雌性动物体内取出____（卵可以在体内受精，也可以在体外受精），采用____________进行显微注射；再将注射了目的基因的________，经胚胎早期培养一段时间后，再移植到雌性动物的输卵管和子宫内，使其发育成有新性状的的动物②实例：1982年，世界上第一例转基因“超级小鼠”4、目的基因的检测与鉴定1.目的基因的检测与鉴定的意义：___________________________________________________________________________________________________________________________2.目的基因检测：______水平（1）检测_______________________________________________________①：检测方法：_______________________（DNA分子与DNA分子杂交）②：检测过程：将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA提取出来，在含有__________的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以次作为______，使探针与基因组DNA杂交。③：检测结果：如果显示出_______，则表明目的基因已经插入染色体DNA中（2）检测______________________________①：检测方法：__________________（DNA分子与______________杂交）②：检测过程：从转基因生物中提取_______，同样用标记的目的基因作探针，与mRNA杂交③：检测结果：________________________________________________________（3）检测___________________________①：检测方法：分子杂交技术（抗体分子与_______________杂交）②：检测过程：________________________________________③：检测结果：______________________________________________-3.目的基因的鉴定：_______水平(1)一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了植物抗虫或抗病特性，需要做抗虫或抗病的_______实验，以确定是否___________________________(2)有的基因工程产品需要与天然产品的功能进行______比较，以确定_____________________________________1、导入检测：DNA分子杂交技术，即使用放射性同位素或荧光分子标记的DNA作探针进行检测2、表达检测：转录检测：分子杂交技术