《基因工程的基本操作程序》名師課件

基因工程的基本操作程序年份知識能力復雜程度呈現(xiàn)形式與必修聯(lián)系2013全國卷Ⅰ胚胎工程:核移植技術;基因工程:基本原理和方法;蛋白質工程:基本原理理解能力較復雜三段文字材料背景,綜合考查蛋白質結構全國卷Ⅱ植物細胞工程:植物體細胞雜交、人工種子理解能力簡單教材內容變形多倍體2014全國卷Ⅰ動物細胞工程:動物細胞融合、單克隆抗體的制備理解能力較復雜坐標圖和文字材料結合無全國卷Ⅱ基因工程:基因文庫、目的基因的檢測與鑒定理解能力簡單教材內容變形分離定律2015全國卷Ⅰ基因工程：目的基因的獲取、檢測與鑒定理解能力簡單教材內容變形免疫全國卷Ⅱ蛋白質工程:基本原理理解能力簡單文字材料中心法則2013—2015年全國高考課標卷要素分析一、教學目標

1.簡述基因工程的原理和基本步驟（第一、二步曲）2.學會運用思維導圖總結基因工程的基本步驟（第一、二步曲）及方法二、教學重點與難點

1.從基因文庫中獲取目的基因2.利用PCR技術擴增目的基因3.基因表達載體的構建基因工程的基本操作程序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基因，稱為基因文庫。第一步：獲取目的基因（2）部分基因文庫（cDNA文庫）（1）基因組文庫優(yōu)教提示：可打開素材精品動畫：基因工程（1）構建基因組文庫(目的基因的序列未知)直接分離法--鳥槍法

用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA反轉錄產生多種互補DNA（也叫做cDNA）片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，這個受體菌群就是這種生物的cDNA文庫（一種部分基因文庫）?；蚪M文庫與cDNA文庫有什么區(qū)別呢？（2）部分基因文庫（cDNA文庫）(目的基因序列已知)選修3P10基因的結構原核真核1.原核基因編碼區(qū)(連續(xù))非編碼區(qū)2.真核基因編碼區(qū)外顯子內含子間隔，不連續(xù)非編碼區(qū)非編碼序列(修飾)(調控遺傳信息表達)基因的結構原核真核1.原核基因編碼區(qū)(連續(xù))非編碼區(qū)2.真核基因編碼區(qū)外顯子內含子間隔，不連續(xù)非編碼區(qū)非編碼序列(修飾)(調控遺傳信息表達)啟動子課本P11結構基因外顯子內含子轉錄前體mRNA加工修飾內含子成熟mRNAcDNA基因的結構原核真核1.原核基因編碼區(qū)(連續(xù))非編碼區(qū)2.真核基因編碼區(qū)外顯子內含子間隔，不連續(xù)非編碼區(qū)非編碼序列(修飾)(調控遺傳信息表達)啟動子根據目的基因的有關信息從基因文庫中獲取目的基因①基因的核苷酸序列④基因的功能③基因在染色體上的位置②基因的轉錄產物mRNA⑤基因表達產物蛋白質目的基因的獲取方法

還有什么樣的方法能夠獲取目的基因呢？（3）利用PCR技術擴增目的基因

什么是PCR？

聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外（PCR擴增儀)復制特定DNA片段的核酸合成技術。PCR擴增儀是如何擴增DNA片段的呢？原理：前提：原料:方式:利用DNA雙鏈復制一段已知目的基因的核苷酸序列模板DNA；DNA引物；四種三磷酸脫氧腺苷；熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）（3）利用PCR技術擴增目的基因

必修3P10

過程：變性、復性、延伸三步曲變性復性延伸優(yōu)教提示：可打開素材精品動畫：PCR過程原理：前提：原料:方式:利用DNA雙鏈復制一段已知目的基因的核苷酸序列：以_____方式擴增，即____（n為擴增循環(huán)的次數）指數2n模板DNA；DNA引物；四種三磷酸脫氧腺苷；熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）（3）利用PCR技術擴增目的基因

（4）人工合成法：蛋白質的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結構基因的核苷酸序列推測推測目的基因化學合成(目的基因序列已知)DNA合成儀第二步：基因表達載體的構建

（基因工程的核心）它們各自的作用是什么?基因表達載體的組成：復制原點+啟動子+目的基因+終止子+標記基因

科學家在培育抗蟲棉時,起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因插入載體質粒中，然后導入棉花的受精卵中，結果抗蟲基因在棉花體內沒有表達。然后在插入抗蟲基因的質粒中插入啟動子(抗蟲基因首端)，導入棉花受精卵，長成的棉花植株還是沒有抗蟲能力?？茖W家又在有啟動子、抗蟲基因的質粒中插入終止子(抗蟲基因末端)，導入棉花受精卵，結果成長的植株，有了抗蟲能力。

資料:基因的結構原核真核1.原核基因編碼區(qū)(連續(xù))非編碼區(qū)2.真核基因編碼區(qū)外顯子內含子間隔，不連續(xù)非編碼區(qū)非編碼序列(修飾)(調控遺傳信息表達)啟動子終止子第二步：基因表達載體的構建

（基因工程的核心）它們各自的作用是什么?基因表達載體的組成：復制原點+啟動子+目的基因+終止子+標記基因探究實驗：模擬操作基因表達載體的構建

1.課前準備：以學習小組為單位，結合選修3課本實驗P6模擬“第二步：構建基因表達載體”的操作過程。在操作過程中記錄下遇到的問題，以備在課堂上討論和學習。各小組的代表要做好上課時要展示作品的準備工作。2.請小組代表進行課堂作品展示：探究實驗：模擬操作基因表達載體的構建作品展示①目的基因重新連接正向反向略探究實驗：模擬操作基因表達載體的構建②載體自身環(huán)化正向探究實驗：模擬操作基因表達載體的構建③載體與載體連接正向反向探究實驗：模擬操作基因表達載體的構建④目的基因與目的基因連接正向反向探究實驗：模擬操作基因表達載體的構建⑤目的基因與載體連接正向反向

5’端的磷酸基團對于DNA連接是必須的，用堿性磷酸酶可以去除DNA斷裂處的5’端的磷酸基團，使切開的載體不能在DNA連接酶的作用下自連，而目的基因片段兩端是有5’端的磷酸基團的，可以在DNA連接酶的作用下與載體連接。所以堿性磷酸酶處理可以防止質粒載體DNA自連的作用。載體去磷酸化后不能自連但能和目的片段相連GAATTC······GACGTCTGCTTAAG······CTGCAGACG···CTGCAAATTC···G酶I酶Ⅱ用不同的酶切割目的基因和載體目的基因CTTAAGACGTGCGAACTTGAACTT······GACGTCCTGCAG酶Ⅰ酶Ⅱ載體G···CTGCAAATTC···GCTTAAGACGTGC①②③④目的基因載體點擊隨堂訓練中的課堂訓練-《基因工程的基本操作程序》，用答題卡測試一下對知識的掌握情況吧！小結:基因工程的基本操