人教课标实验版现代生物科技专题专题1 基因工程 基因工程的基本操作程序 省赛一等奖

1.2基因工程的基本操作程序1非编码区非编码区编码区RNA聚合酶结合位点外显子内含子终止子启动子原核真核补充知识:基因的结构2原核细胞真核细胞不同点编码区是_____的编码区是间隔的、_____的相同点都由能够编码蛋白质的______和具有调控作用的______区组成的原核细胞与真核细胞的基因结构比较思考编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？连续不连续编码区非编码3

基因工程的基本操作程序目的基因的获取基因表达载体的构建41、目的基因主要是指___________________编码蛋白质的基因一、目的基因的获取52、目的基因的来源

目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。也可以是一些具有调控作用的因子

从已有的物种中分离

人工的方法合成(1)从基因文库中获取目的基因①基因文库的概念及种类②从基因文库中得到目的基因的方法（2）利用PCR技术扩增目的基因（3）人工合成未知序列

基因较小已知序列已知序列63、目前获取目的基因的常用方法：用限制酶切成许多片断①构建基因文库将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，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基因，称为基因文库。7基因组文库:

基因文库中包含了一种生物所有的基因,这种基因文库叫做基因组文库.部分基因文库:

基因文库中包含了一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库.(如cDNA文库)种类关系供体细胞中的DNA许多DNA片段重组DNA多种限制酶分别与运载体连接受体菌群细胞分别导入9（供体生物的基因组文库）基因组文库构建(鸟枪法)mRNA

反转录cDNA(互补DNA）

DNA聚合酶双链DNA反转录法：部分基因文库（如cDNA文库）的构建10限制酶处理分别与运载体连接重组DNA分别导入受体菌群细胞（cDNA文库）

如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA（也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，那么，这个受体菌群体就构成了这种生物的cDNA文库。这种方法称反转录法文库类型cDNA文库基因组文库文库大小小大基因种类某种生物的部分基因某种生物的全部基因基因中启动子无有基因中内含子无有说明基因文库的组建过程就包含基因工程的基本操作步骤。从基因文库中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.基因文库的构建方法11寻根问底——为什么要构建基因文库？直接从含有目的基因的生物体内提取不行吗？提示：构建基因文库是获取目的基因的方法之一，并不是惟一的方式。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通过PCR方式从含有该基因的生物的DNA中，直接获得，也可以通过反转录，用PCR方式从mRNA中获得，不一定要构建基因文库。但如果所需要的目的基因的序列完全不知，或只知道目的基因序列的一段，或想从一种生物体内获得许多基因，或者想知道这种生物与另一种生物之间有多少基因不同，或者想知道一种生物在个体发育的不同阶段表达的基因有什么不同，或者想得到一种生物的全基因组序列，往往就需要构建基因文库。12依据：目的基因的有关信息。如：根据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基因的表达产物蛋白质等特性。②如何从基因文库中得到所需要的基因？13质粒DNA分子限制酶处理一个切口两个黏性末端两个切口获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）——

核心同一种二、基因表达载体的构建1、过程:14寻根问底：将目的基因直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？提示：有人采用总DNA注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总DNA提取出来，通过注射或花粉管通道法导入受体植物，没有进行表达载体的构建，这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导入了受体植物。此法目前争议颇多，严格来讲不算基因工程。另外，目的基因不是完整的DNA分子，不进行表达载体的构建，也不可能在受体细胞内进行复制与表达。152、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。思考与探究：作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？不可以。因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，还需要有其他控制元件，如启动子、终止子和标记基因等。16

科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。

起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。

然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。资料:173、基因表达载体的组成：18位于基因的首端,是RNA聚合酶结合位点位于基因的末端,终止转录检测目的基因是否导入受体细胞a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因e、复制原点它们有什么作用？DNA聚合酶结合位点表达特定性状（2）利用PCR技术扩增目的基因PCR——聚合酶链式反应是一项生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过此技术，可获取大量的目的基因。（2）利用PCR技术扩增目的基因图像解读：引物：一小段可以和目的基因互补配对的脱氧核苷酸链模板DNA:含有目的基因的一段DNA片段原料:四种脱氧核苷酸（dCTP、dATP、dGTP、dTTP）Taq酶：具有热稳定性的DNA聚合酶过程：分变性、退火、延伸三步骤20变性退火延伸

过程：a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作用下，_____断裂，形成___________b、退火（复性55℃-65℃）：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下进行延伸，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链21利用PCR技术扩增目的基因22山西省孝义市第二中学①概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________的核酸合成技术②原理：__________③条件：_______________________、

_______________、___________、___________.前提条件：④方式：以_____方式扩增，即____（n为扩增循环的次数）⑤结果：聚合酶链式反应体外特定DNA片段DNA双链复制已知基因的核苷酸序列四种脱氧核苷酸一对引物DNA聚合酶指数2n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增利用PCR技术扩增目的基因23PCR技术DNA复制过程DNA变性（90～95℃）→退火（复性55~60℃）→子链延伸（70~75℃）→重复循环DNA复制起始，解旋酶解旋→边解旋边复制→子链与母链互相盘绕→形成完整的DNA分子相同点原则碱基互补配对条件模板、原料（dCTP、dATP、dGTP、dTTP）、能量、酶、引物等不同点解旋方式氢键在高温下断裂，双链全部解开解旋酶催化氢键逐步断裂场所体外主要在细胞核中引物DNARNA酶热稳定DNA聚合酶（Taq酶）解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等结果在短时间内形成大量的DNA片段形成完整的DNA分子利用PCR技术扩增目的基因24蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列目的基因推测推测化学合成（3）用化学方法直接人工合成：25②条件：基因比较小，核甘酸序列又已知①过程：2、下列属于获取目的基因的方法的是()①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取③从受体细胞中提取④利用PCR技术⑤利用DNA转录 ⑥人工合成A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥

1、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）个A.540

B.8100

C.17280

D.7560263.细菌的质粒分子带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因在基因工程中的主要作用是

A．提高受体细胞在自然环境中的耐药性B．有利于对目的基因是否导入进行检测C．增加质粒分子的分子量D．便于与外源基因连接4.

有关基因工程的叙述正确的是A．限制酶只在获得目的基因时才用B．重组质粒的形成是在细胞内完成的C．质粒都可作为运载体D．蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料275.哪项不是基因表达载体的组成部分()

A.启动子B.终止密码

C.标记基因D.目的基因6.已知某种限制酶在一线性D