人教版高中生物選修3 1.2《基因工程的基本操作程序》復(fù)習課件

1、1.2 基因工程的基本操作程序?qū)W習目標u1.簡述基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)進步催化了基因工程；u2.簡述基因工程的原理和基本步驟。知識點一自主預(yù)習自我領(lǐng)悟目的基因的獲取1從基因文庫中獲取目的基因：將含有某種生物 的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的 ，稱為基因文庫?；蛭膸炜纱罂尚?，如果它含了一種生物所有的基因，就叫 ；如果它只包含一種生物的一部分基因，就叫 ，如 。不同基因不同基因 基因組文庫部分基因文庫cDNA文庫2利用PCR技術(shù)擴增目的基因：PCR技術(shù)是一項在生物體外 特定DNA片段的核酸合成技術(shù)(1)原理：利用 原理，將基因的核苷酸序列不斷加以復(fù)制，使其呈指數(shù)

2、方式增加。指數(shù)擴增約為2n(n為擴增循環(huán)的次數(shù))。( 2 ) 條 件 ： 已 知 目 的 基 因 的 序列、 、 、 。 復(fù)制DNA復(fù)制核苷酸引物模板DNADNA聚合酶(3)過程：目的基因DNA受熱變性后解鏈為 ，與引物結(jié)合，然后在 的作用下進行延伸形成DNA。3化學合成目的基因：如果 比較小，核苷酸序列又 ，也可以利用DNA合成儀化學合成。單鏈DNA聚合酶基因已知難重聚焦質(zhì)疑解惑獲取目的基因是基因工程實施的第一步，可以有三種途徑獲取目的基因，如下圖所示：1基因文庫是將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，叫做基因文庫。建立基因文庫

3、的目的就是為獲得大量的目的基因做準備。如果基因文庫中含有一種生物的所有基因，這個基因文庫就叫做基因組文庫。2PCR技術(shù)是一項在生物體外復(fù)制特定的DNA的核酸合成技術(shù)。它遵循的原理與DNA復(fù)制原理相同，條件是有一段已知的目的基因的核苷酸序列和根據(jù)核苷酸序列合成的引物，原料是四種脫氧核苷酸，也需要多種酶(如DNA聚合酶等)。3如果基因比較小，核苷酸序列又是已知的，可以利用人工合成目的基因，該法主要有兩種：反轉(zhuǎn)錄和化學合成法。例一：在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是( )A用mRNA為模板反轉(zhuǎn)錄合成DNAB以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細胞中，再進一

4、步篩選D由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測mRNA解析：現(xiàn)在已知的條件只是某小片段基因的堿基序列，而沒有相應(yīng)的mRNA和蛋白質(zhì)的氨基酸序列，所以只能以4種脫氧核苷酸為原料來人工合成。答案：B例二：以下關(guān)于PCR技術(shù)的說法，不正確的是( )A生物體內(nèi)DNA的復(fù)制也稱為PCRB該技術(shù)操作過程中要遵循堿基互補配對原則CPCR過程中DNA的數(shù)量呈指數(shù)形式擴增D可在PCR擴增儀中自動完成解析：PCR是在生物體外復(fù)制特定DNA的技術(shù)，生物體內(nèi)DNA的自我復(fù)制不叫PCR技術(shù)。答案：A知識點二自主預(yù)習自我領(lǐng)悟基因表達載體的建構(gòu)1表達載體的組成：目的基因 、 、標記基因。2表達載體的功能：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，

5、并且 給下一代，同時，使目的基因能夠 和發(fā)揮作用。表達啟動子終止子遺傳3啟動子：位于基因的 ，它是 識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。4終止子：位于基因的 ，能夠終止 。5標記基因： 受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。首端RNA聚合酶尾端轉(zhuǎn)錄鑒別難重聚焦質(zhì)疑解惑1構(gòu)建目的：其目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2構(gòu)建的基因表達載體的組成：目的基因、啟動子、終止子、標記基因。(如下圖)3由于受體細胞有植物、動物、微生物之分，以及目的基因?qū)胧荏w細胞的方法不同，因此，基因表達載體的構(gòu)建上也會有所差別，不

6、可能是千篇一律的。例三：下列有關(guān)基因表達載體構(gòu)建過程的敘述中錯誤的是( )A用一定的限制酶切割質(zhì)粒，露出黏性末端B用同種限制酶切割目的基因，露出黏性末端C將切下的目的基因插入到質(zhì)粒的切口處D將重組DNA引入到受體細胞中進行擴增解析：基因表達載體構(gòu)建過程為：先用同一種限制酶切割目的基因和載體，露出相同的黏性末端；然后將切下的目的基因插入到載體的切口處；最后加入DNA連接酶將二者連接為重組DNA分子。答案：D知識點三自主預(yù)習自我領(lǐng)悟?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞1.將目的基因?qū)胫参锛毎?方法有 、基因槍法、 。2.將目的基因?qū)雱游锛毎某Ｓ梅椒?。3.將目的基因?qū)胛⑸锛毎麜r，一般須首先用 處理

7、微生物細胞，使其成為感受態(tài)細胞。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法顯微注射法Ca2難重聚焦質(zhì)疑解惑 目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程，稱為轉(zhuǎn)化?；蚬こ讨谐Ｓ玫氖荏w細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動植物細胞等。受體細胞不同，導(dǎo)入方法不同。受體細胞方法植物細胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：目的基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細胞穩(wěn)定維持和表達基因槍法是單子葉植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法，但是成本較高花粉管通道，這是我國科學獨創(chuàng)的一種方法，是一種十分簡便經(jīng)濟的方法受體細胞方法動物細胞顯微注射法：含有目的基因的表達載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動物微

8、生物細胞Ca2處理細胞感受態(tài)細胞表達載體與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA分子目的基因隨受體細胞的繁殖而復(fù)制例四：下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細胞的描述不正確的是( )A基因槍法導(dǎo)入植物體細胞的方法比較經(jīng)濟有效B顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多的方法C大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化方法是使細胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變D農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛毎畛Ｓ玫姆椒ń馕觯耗康幕驅(qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法比較經(jīng)濟有效，還有基因槍法和花粉管通道法；目的基因?qū)雱游锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ秋@微注射法；大腸桿菌細胞最常用的轉(zhuǎn)化方法就是用鈣離子處理細胞，使細胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，完成轉(zhuǎn)化過程。答案：A知識點

9、四自主預(yù)習自我領(lǐng)悟目的基因的檢測與鑒定檢測轉(zhuǎn)基因生物的 上的目的基因，采用方法是DNA分子雜交；檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出 ，采用方法是分子雜交法；檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，采用方法是 ；個體生物學水平的鑒定，如抗蟲、抗病的 實驗等。接種染色體mRNA抗原抗體雜交法難重聚焦質(zhì)疑解惑 一是目的基因?qū)胧荏w細胞的成功率很低；二是即使目的基因已導(dǎo)入受體細胞，但在受體細胞中成功表達的幾率也很低，故最后需要從分子水平、個體水平等方面進行目的基因的檢測與鑒定。類型步驟檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平檢測第一步目的基因是否進入受體細胞DNA分子雜交(DNA和DNA之間)是否成功顯示出雜交帶分子水平檢測第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA分子雜交技術(shù)(DNA和mRNA之間)同上第三步目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原抗體雜交同上個體水平鑒定需要做抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的活性比較，以確定二者的功能活性是否相同等例五：下列技術(shù)中不是依據(jù)DNA分子雜交原理的是()A檢測目的基因是否導(dǎo)入了受體細胞B檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄了mRNAC檢測目的基因