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

學習目標

1.掌握目的基因獲取的常見方法。（難點）2.學會基因表達載體構建的方法和要求。

（重、難點）3.理解目的基因導入受體細胞的具體過程。（重點）4.掌握目的基因檢測與

鑒定的具體操作。

預習導學,思維啟動［梳理教材?夯實基礎二

JIAOCAIDAODU

一、目的基因的獲?。ㄩ喿x教材PB?Pu）

1.目的基因：主要是指鯉垂旦質的基因，也可以是一些具有調控作用的因子。

2.目的基因的獲取方法

（1）從基因文庫中獲取

①基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導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的基因，稱為基因文庫。

基因組文庫：包含一種生物所有的基因

②種類

部分基因文庫：包含一種生物的一部分基因

③提取依據：基因的核昔酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉錄產

物mRNA,以及基因的表達產物蛋白質等特性。

⑵利用PCR技術擴增目的基因

①PCR的含義：是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。

②目的:短時間內大量擴增目的基因。

③原理:DNA雙鏈復制。

④過程

第一步:加熱至90?95℃,DNA解鏈;

第二步：冷卻至55?60°C,引物結合到互補DNA鏈;

第三步：加熱至70?75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶（窗。酶）從引物起始進行互補鏈的合成。

如此重復循環(huán)多次。

⑤特點：指數形式擴增。

（3）人工合成

如果目的基因較小，核甘酸序列又已知，可通過DNA合成儀用化學方法人工合成。

二、基因表達載體的構建（閱讀教材P”）

1.構建基因表達載體的目的

（1）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。

(2)使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

2.基因表達載體的組成

心巧記______________________________________

基因表達載體的組成

兩子啟動和終止；目的基因在中間；標記基因來篩選。

3.基因表達載體的功能：通過基因表達載體將目的基因導入受體細胞。

三、將目的基因導入受體細胞(閱讀教材Pu?PK>)

1.轉化的概念：目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程。

2.將目的基因導入植物細胞

(1)農桿菌轉化法:將目的基因導入雙子葉植物和裸子植物。

(2)基因槍法：將目的基因導入單子葉植物常用的方法。

(3)花粉管通道法:我國科學家獨創(chuàng)的一種方法。

3.將目的基因導入動物細胞

⑴方法：顯微注射法。

(2)常用受體細胞：受精卵。

4.將目的基因導入微生物細胞

(1)方法

①用Ca"處理細胞,使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)(這種細胞

稱為感受態(tài)細胞)。

②感受態(tài)細胞吸收重組表達載體D\A分子。

(2)受體細胞：原核細胞(使用最廣泛的是大腸桿菌細胞)。

(3)原核生物的特點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少等。

四、目的基因的檢測與鑒定(閱讀教材％?P”)

1.分子水平檢測

(1)檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因。

方法：DNA分子雜交技術。

(2)檢測目的基因是否轉錄出rnRNA,

方法：分子雜交技術。

(3)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質。

方法：抗原一抗體雜交技術。

2.個體生物學水平鑒定：抗蟲、抗病、抗逆性狀的有無及程度。

匚YUXIFANKUI

fl連一連

［方法技術］［內容］

［基因槍法葭1將目的基因導入動物細胞〕1

［顯微注射法pK

1檢測目的基因是否導入受體細胞1

［農桿菌轉化法人將目的基因導入單子葉植物)

［DNA分子雜交技術將H的基因導入雙子葉植物)

［抗原一抗體雜交技術4」檢測日的基因是否轉弱

|分子雜交技術匕檢測H的基因是否翻譯)

10判一判

(1)所有的目的基因都可從基因文庫中直接獲得。(X)

(2)基因工程操作程序的核心步驟是目的基因的獲取。(X)

分析：核心步驟為基因表達載體的構建。

(3)標記基因的作用是為了鑒別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。(J)

(4)目的基因導入雙子葉植物一般采用農桿菌轉化法。(J)

(5)基因工程常用的受體細胞都是動植物的體細胞。(X)

(6)(2018?西寧高二期末)基因工程是否成功需進行個體生物學水平上的鑒定。(J)

4_主___題__探__究__，__講__練__互__動__)

主題1目的基因的獲取

口探究1目的基因獲取的方法

結合下面過程，探究獲取目的基因的方法:

類型(1)(2)(3)(4)

供體細胞

目的基因的

中的DNA蛋門質的氨

inRNA

1限制酶基酸序列

1逆轉泉II的基因

許多DNA

單鏈DNADNA1推測

片段

1合成高溫1解鏈

1連接inRNA的

雙鏈DNA單鏈DNA

表達載體核件酸序列

過程［插入

1導入與引物

載體結合、1推測

受體細胞DNA

1導入］聚合醐基因的核

V

受體菌群甘酸序列

外源DNA大量口

（（-DNA文庫）化學

擴增的基因

1分離1合成

I分離

II的基因目的基因

目的基因

獲取方法基因組文庫部分基因文庫（如cDNA文庫）PCR技術擴增人工合成

口探究2比較PCR技術與DNA復制的不同點

項目DNA復制PCR技術

解旋方式解旋酶催化DNA在高溫作用下變性解旋

場所細胞內（主要在細胞核內）細胞外（主要在擴增儀內）

酸解旋酶、普通的DNA聚合酶等耐熱的DNA聚合酶（Taq酶）

溫度條件細胞內溫和條件需控制溫度，在較高溫度下進行

合成的對象DNA分子DNA片段或基因

四種獲取目的基因方法的比較

基因文庫的構建

方法部分基因文庫PCR技術擴增人工合成