高中生物基因工程的基本操作程序

基因工程的基本操作程序

学习目标

1.掌握目的基因获取的常见方法。（难点）2.学会基因表达载体构建的方法和要求。

（重、难点）3.理解目的基因导入受体细胞的具体过程。（重点）4.掌握目的基因检测与

鉴定的具体操作。

预习导学,思维启动［梳理教材•夯实基础二

JIAOCAIDAODU

一、目的基因的获取（阅读教材PB〜Pu）

1.目的基因：主要是指鲤垂旦质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。

2.目的基因的获取方法

（1）从基因文库中获取

①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，称为基因文库。

基因组文库：包含一种生物所有的基因

②种类

部分基因文库：包含一种生物的一部分基因

③提取依据：基因的核昔酸序列、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。

⑵利用PCR技术扩增目的基因

①PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。

②目的:短时间内大量扩增目的基因。

③原理:DNA双链复制。

④过程

第一步:加热至90〜95℃,DNA解链;

第二步：冷却至55〜60°C,引物结合到互补DNA链;

第三步：加热至70〜75℃,热稳定DNA聚合酶（窗。酶）从引物起始进行互补链的合成。

如此重复循环多次。

⑤特点：指数形式扩增。

（3）人工合成

如果目的基因较小，核甘酸序列又已知，可通过DNA合成仪用化学方法人工合成。

二、基因表达载体的构建（阅读教材P”）

1.构建基因表达载体的目的

（1）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。

(2)使目的基因能够表达和发挥作用。

2.基因表达载体的组成

心巧记______________________________________

基因表达载体的组成

两子启动和终止；目的基因在中间；标记基因来筛选。

3.基因表达载体的功能：通过基因表达载体将目的基因导入受体细胞。

三、将目的基因导入受体细胞(阅读教材Pu〜PK>)

1.转化的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

2.将目的基因导入植物细胞

(1)农杆菌转化法:将目的基因导入双子叶植物和裸子植物。

(2)基因枪法：将目的基因导入单子叶植物常用的方法。

(3)花粉管通道法:我国科学家独创的一种方法。

3.将目的基因导入动物细胞

⑴方法：显微注射法。

(2)常用受体细胞：受精卵。

4.将目的基因导入微生物细胞

(1)方法

①用Ca"处理细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞

称为感受态细胞)。

②感受态细胞吸收重组表达载体D\A分子。

(2)受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌细胞)。

(3)原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。

四、目的基因的检测与鉴定(阅读教材％〜P”)

1.分子水平检测

(1)检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因。

方法：DNA分子杂交技术。

(2)检测目的基因是否转录出rnRNA,

方法：分子杂交技术。

(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质。

方法：抗原一抗体杂交技术。

2.个体生物学水平鉴定：抗虫、抗病、抗逆性状的有无及程度。

匚YUXIFANKUI

fl连一连

［方法技术］［内容］

［基因枪法葭1将目的基因导入动物细胞〕1

［显微注射法pK

1检测目的基因是否导入受体细胞1

［农杆菌转化法人将目的基因导入单子叶植物)

［DNA分子杂交技术将H的基因导入双子叶植物)

［抗原一抗体杂交技术4」检测日的基因是否转弱

|分子杂交技术匕检测H的基因是否翻译)

10判一判

(1)所有的目的基因都可从基因文库中直接获得。(X)

(2)基因工程操作程序的核心步骤是目的基因的获取。(X)

分析：核心步骤为基因表达载体的构建。

(3)标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的

细胞筛选出来。(J)

(4)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。(J)

(5)基因工程常用的受体细胞都是动植物的体细胞。(X)

(6)(2018•西宁高二期末)基因工程是否成功需进行个体生物学水平上的鉴定。(J)

4_主___题__探__究__，__讲__练__互__动__)

主题1目的基因的获取

口探究1目的基因获取的方法

结合下面过程，探究获取目的基因的方法:

类型(1)(2)(3)(4)

供体细胞

目的基因的

中的DNA蛋门质的氨

inRNA

1限制酶基酸序列

1逆转泉II的基因

许多DNA

单链DNADNA1推测

片段

1合成高温1解链

1连接inRNA的

双链DNA单链DNA

表达载体核件酸序列

过程［插入

1导入与引物

载体结合、1推测

受体细胞DNA

1导入］聚合醐基因的核

V

受体菌群甘酸序列

外源DNA大量口

（（-DNA文库）化学

扩增的基因

1分离1合成

I分离

II的基因目的基因

目的基因

获取方法基因组文库部分基因文库（如cDNA文库）PCR技术扩增人工合成

口探究2比较PCR技术与DNA复制的不同点

项目DNA复制PCR技术

解旋方式解旋酶催化DNA在高温作用下变性解旋

场所细胞内（主要在细胞核内）细胞外（主要在扩增仪内）

酸解旋酶、普通的DNA聚合酶等耐热的DNA聚合酶（Taq酶）

温度条件细胞内温和条件需控制温度，在较高温度下进行

合成的对象DNA分子DNA片段或基因

四种获取目的基因方法的比较

基因文库的构建

方法部分基因文库PCR技术扩增人工合成