高中生物-《基因工程的基本操作程序》綜述

基因工程的基本操作程序

高二生物組

教學(xué)目標(biāo)目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建思考根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，結(jié)合上圖回答下列問題：1、這一過程用到哪三種工具？他們的作用是什么？2、結(jié)合基因工程的基本步驟簡(jiǎn)述抗蟲棉的獲得過程？基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過程：提取棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入普通棉花(無抗蟲特性)棉花植株(有抗蟲特性)一、目的基因的獲取（一）從基因文庫(kù)中直接獲取閱讀課本P8-P10，思考以下問題：5分鐘思考：1、什么是目的基因？2、基因文庫(kù)的分類和區(qū)別？3、怎樣從基因文庫(kù)中選取目的基因？比較基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)的區(qū)別？鞏固練習(xí)：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)子基因多少與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)一、目的基因的獲?。ǘ├肞CR技術(shù)擴(kuò)增1、PCR的概念是什么？原理？條件？2、前提是什么？3、PCR擴(kuò)增分為哪幾個(gè)階段？閱讀課本P10-P11，思考以下問題：小組討論：

過程：變性、退火、延伸三步曲變性：加熱至90～95℃雙鏈DNA解鏈成為單鏈DNA退火：冷卻至55～60℃部分引物與模板的單鏈DNA的特定互補(bǔ)部位相配對(duì)和結(jié)合延伸：加熱至70～75℃以目的基因?yàn)槟０?，合成互補(bǔ)的新DNA鏈變性退火延伸①PCR原理：__________鞏固練習(xí)：②條件：___________、___________、

________________、____________________。DNA復(fù)制模板DNADNA引物熱穩(wěn)定DNA聚合酶四種脫氧核糖核苷酸原料思考：PCR技術(shù)與DNA體內(nèi)復(fù)制的區(qū)別：DNA復(fù)制(體內(nèi)）PCR技術(shù)解旋酶常溫條件、解旋酶、ATP高溫條件（90~95℃）DNA解旋酶、DNA聚合酶、耐高溫的Taq酶提示蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列推測(cè)推測(cè)目的基因化學(xué)合成（三）通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成（基因比較小、核苷酸序列又已知）一、目的基因的獲取步驟二：基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心內(nèi)容）小組討論：1、基因表達(dá)載體構(gòu)建需要哪些酶？2、結(jié)合問題1考慮基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程3、基因表達(dá)載體由哪幾部分構(gòu)成？每部分的作用是什么？步驟二：基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心內(nèi)容）獲取目的基因同一種限制酶切割DNA連接酶產(chǎn)生相同的末端重組DNA1.表達(dá)載體的構(gòu)建過程CTTAAGGAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGG

GGAATTC質(zhì)粒目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的過程實(shí)際上是不同來源的基因重組的過程。步驟二：基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心）2.表達(dá)載體的組成啟動(dòng)子：+目的基因：+終止子：標(biāo)記基因：+是

RNA聚合酶

的結(jié)合位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)

轉(zhuǎn)錄

過程。終止

轉(zhuǎn)錄

過程。鑒定和篩選

有目的基因的受體細(xì)胞。主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因思考:1.上述表達(dá)載體的啟動(dòng)子、目的基因、終止子、標(biāo)記基因的化學(xué)成分相同嗎？都是DNA2.終止子和終止密碼的化學(xué)成分是否一致？終止子——DNA,終止轉(zhuǎn)錄;終止密碼——RNA上，終止翻譯.3.圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)，ampR為青霉素抗性基因，tctR

為四環(huán)素抗性基因，P啟動(dòng)子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖回答：（1）將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒該表達(dá)載體分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用ＤＮＡ連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有

、

、

三種。（2）用上述3種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。之后將這些宿主細(xì)胞接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是

；目的基因－運(yùn)載體連接物運(yùn)載體－運(yùn)載體連接物目的基因－目的基因連接物目的基因－運(yùn)載體連接物運(yùn)載體－運(yùn)載體連接物鞏固練習(xí)：課堂小結(jié)一、目的基因的獲取

1、從基因文庫(kù)中獲取2、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增3、利用化學(xué)方法人工合成二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建

1、啟動(dòng)子：它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得蛋白質(zhì)。2、終止子：能終止mRNA的轉(zhuǎn)錄。

3、標(biāo)記基因：是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將有目的基因的細(xì)胞篩選出來。4、目的基因課堂檢測(cè)1．有關(guān)PCR技術(shù)的說法，不正確的是(）A．PC