高中生物-《基因工程的操作程序》教學(xué)課件設(shè)計(jì)

1.2基因工程的基本操作程序高二生物人教版選修三專題一基因工程目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞操作過(guò)程目的基因的檢測(cè)與鑒定1.2基因工程的基本操作程序一、目的基因的獲取——目的基因☆目的基因可以從________________________________也可以用_________________主要是______________________編碼蛋白質(zhì)的基因閱讀P8第一和二兩段

自然界中已有的物種中分離出來(lái)人工的方法合成1、目的基因的來(lái)源和定義。生物抗逆性優(yōu)良品質(zhì)生物藥物和保健品毒物降解工業(yè)所需用酶相關(guān)的基因一些具有調(diào)控作用的因子（調(diào)控基因）與生產(chǎn)目的相關(guān)2、請(qǐng)舉出實(shí)例3、獲取目的基因的常用方法有哪些?

1、從基因文庫(kù)中獲取(從自然界已有物種分離)2、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增（體外復(fù)制DNA特定片段的核酸合成技術(shù)）3、人工合成（DNA合成儀化學(xué)方法直接人工合成）一、目的基因的獲取（一）從基因文庫(kù)中直接獲取自主預(yù)習(xí)1.基因文庫(kù)的概念？見P9。2.基因文庫(kù)的分類？構(gòu)建基因文庫(kù)的目的？為了在不知目的基因序列的情況下，便于獲得所需的目的基因。4.怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因？3.如何構(gòu)建基因文庫(kù)？一、目的基因的獲取——方法（一）從基因文庫(kù)中直接獲取1、基因文庫(kù)？一、目的基因的獲取——方法

將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入到受體菌的群體中，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，該受體菌群稱為基因文庫(kù)。為了在不知目的基因序列的情況下，便于獲得所需的目的基因。（一）從基因文庫(kù)中直接獲取2、基因文庫(kù)的分類？一、目的基因的獲取——方法基因組文庫(kù)：含有一種生物的全部基因部分基因文庫(kù)：只包含了一種生物的部分基因如：cDNA文庫(kù)（一）從基因文庫(kù)中直接獲取3、如何構(gòu)建基因文庫(kù)？一、目的基因的獲取——方法（1）基因組文庫(kù)的構(gòu)建提取某生物全部DNA用適當(dāng)限制酶切割許多DNA片段與載體連接導(dǎo)入受體菌群該生物基因組文庫(kù)（每個(gè)受體菌含有一段不同的DNA片段）（2）cDNA文庫(kù)的構(gòu)建——mRNA反轉(zhuǎn)錄形成mRNA（某一發(fā)育時(shí)期）逆轉(zhuǎn)錄酶雜交雙鏈解旋酶單鏈DNADNA聚合酶雙鏈DNA(cDNA)與載體連接導(dǎo)入受體菌群該生物cDNA文庫(kù)一、目的基因的獲取——方法（一）從基因文庫(kù)中直接獲取思考基因組文庫(kù)和cDNA文庫(kù)有何不同？

文庫(kù)類型

cDNA文庫(kù)

基因組文庫(kù)

文庫(kù)大小

基因中啟動(dòng)子（具有啟動(dòng)作用的DNA片段）

基因中內(nèi)含子（位于編碼蛋白質(zhì)序列的非編碼DNA片段）

基因多少

物種間的基因交流小大無(wú)有無(wú)有某種生物的部分基因某種生物的全部基因可以部分基因可以（一）從基因文庫(kù)中直接獲取4、怎樣從基因文庫(kù)中得到我們所需的目的基因？一、目的基因的獲取——方法比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是根據(jù)目的基因的有關(guān)信息根據(jù)例如：基因的核苷酸序列基因的功能基因在染色體上的位置基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA基因的翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)序列功能位置mRNA蛋白質(zhì)（二）.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因1概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)。2原理：條件：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段ＤＮＡ復(fù)制模板DNA；四種脫氧核苷酸；能量ATP;DNA引物；熱穩(wěn)定DNA聚合酶；前提3、PCR技術(shù)的操作過(guò)程a、變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，_____斷裂，形成________b、復(fù)性（55℃-60℃）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵雙鏈DNA鏈d.重復(fù)a.b.c步驟：每重復(fù)一次，目的基因增加___倍一單鏈DNA利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（動(dòng)畫演示）PCR技術(shù)擴(kuò)增過(guò)程a、DNA變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，

斷裂，形成________

b、復(fù)性（55℃-60℃）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在TaqDNA聚合酶的作用下，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈重復(fù)以上過(guò)程可得2n個(gè)特定DNA片段（目的基因）DNA合成儀

當(dāng)基因比較小、核苷酸序列已知時(shí)，可采用此種方法。（三）通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成DNA合成儀二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——

核心自主預(yù)習(xí)1、構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的（意義）？2、基因表達(dá)載體有哪些必要組成部分？3、二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。1、構(gòu)建目的穩(wěn)定存在、遺傳表達(dá)、發(fā)揮作用使目的基因能二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心2、基因表達(dá)載體的組成目的基因：與生產(chǎn)目的直接相關(guān)啟動(dòng)子和終止子：

標(biāo)記基因：鑒別和篩選目的基因啟動(dòng)和終止目的基因的轉(zhuǎn)錄（表達(dá)）質(zhì)粒目的基因限制酶DNA連接酶重組DNA3、基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心質(zhì)粒DNA分子一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（基因表達(dá)載體、重組質(zhì)粒）同一種限制酶目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合過(guò)程，實(shí)際上是不同來(lái)源的基因重組的過(guò)程。課堂練習(xí)１、下列屬于獲取目的基因的方法的是()①利用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成②從基因組文庫(kù)中提?、蹚氖荏w細(xì)胞中提?、芾肞CR技術(shù)⑤利用DNA轉(zhuǎn)錄 ⑥人工合成

A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥D(zhuǎn)課堂練習(xí)２、有關(guān)基因工程的敘述正確的是（）

A、限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用

B、重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成

C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體

D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料D【拓展深化】

工具酶只有兩類：限制酶在操作程序1、2中用到且要求用同一種，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；DNA連接酶只在操作程序2中用到。課堂練習(xí)３、下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物B．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C．人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無(wú)生物活性D．載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)D４、以下說(shuō)法正確的是（）

A、所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列

B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體

C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接

D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來(lái)C課外練習(xí)課堂練習(xí)５、不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是（）A、能復(fù)制B、有多個(gè)限制酶切點(diǎn)C、具有標(biāo)記基因D、它是環(huán)狀DNAD課堂練習(xí)６、有關(guān)基因工程的敘述中，錯(cuò)誤的是（）

A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對(duì)連接起來(lái)

B、限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得

C、目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞

D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶A課堂練習(xí)本節(jié)小結(jié)目的基因的獲取目的基因來(lái)源、定義、