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专题1——1.2基因工程的基本操作程序目标导航1.结合教材图1－6，整体把握并说出基因工程的基本操作程序。2.理解获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.理解目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。1预习导学挑战自我，点点落实2课堂讲义重点难点，个个击破3对点练习即时训练，体验成功预习导学挑战自我，点点落实一、目的基因的获取(阅读P8－11)1.基因工程的基本操作程序(1)的获取。(2)的构建。(3)将目的基因导入。(4)目的基因的。目的基因基因表达载体受体细胞检测与鉴定51.2基因工程的基本操作程序2.目的基因的获取(1)目的基因主要是指的基因，也可以是一些具有的因子。(2)常见方法①从基因文库中获取基因文库的种类编码蛋白质调控作用部分基因文库如基因组文库cDNA文库61.2基因工程的基本操作程序②利用PCR技术扩增目的基因a．原理：。b．条件：、DNA模板、、四种脱氧核苷酸。c．过程：目的基因DNA受热变性后解链为单链，与单链相应互补序列结合，然后在作用下进行延伸，如此重复循环多次。d．结果：每一次循环后，目的基因的量可以，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。DNA双链复制引物Taq酶引物DNA聚合酶增加一倍71.2基因工程的基本操作程序③人工合成法：如果基因比较小，又已知，可借助用化学方法直接人工合成。核苷酸序列DNA合成仪81.2基因工程的基本操作程序二、基因表达载体的构建(阅读P11)1.基因表达载体的功能使目的基因在受体细胞中，并且可以遗传给下一代，使目的基因能够和发挥作用。2.基因表达载体的构成稳定存在表达启动子首端RNA聚合酶转录尾端RNA聚合酶终止子标记转录目的基因91.2基因工程的基本操作程序3.基因表达载体的构建过程一般用同一种酶分别切割载体和目的基因，再用酶把两者连接。限制DNA连接101.2基因工程的基本操作程序三、将目的基因导入受体细胞(阅读P11－13)1.转化的概念目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内的过程。2.转化的方法(1)导入植物细胞①法：将目的基因导入双子叶植物和祼子植物。②法：将目的基因导入单子叶植物常用的方法。③法：我国科学家独创的一种方法。维持稳定和表达农杆菌转化基因枪花粉管通道111.2基因工程的基本操作程序(2)导入动物细胞①方法：技术。②常用受体细胞：。(3)导入微生物细胞第一步：首先用处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为细胞。第二步：将溶于缓冲液中与细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收，完成转化过程。显微注射受精卵Ca2＋重组表达载体DNA分子感受态感受态DNA分子121.2基因工程的基本操作程序四、目的基因的检测与鉴定(阅读P13－15)1.分子水平检测(连线)131.2基因工程的基本操作程序2.个体水平鉴定包括抗虫、抗病的实验，以确定是否有抗性及抗性程度。基因工程产品需要与天然产品活性进行比较等。接种141.2基因工程的基本操作程序预习诊断判断正误：(1)所有的目的基因都可从基因文库中直接获得。()(2)利用PCR技术能合成目的基因。()(3)标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。()(4)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。()××√√151.2基因工程的基本操作程序(5)一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种。()(6)基因表达载体中需要含有起始密码、终止密码、目的基因、标记基因。()(7)常用卵细胞作为动物的受体细胞。()(8)检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。()(9)检测目的基因是否转录出mRNA是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步。()√××√√一、目的基因的获取课堂讲义重点难点，个个击破1.几种获取目的基因方法的比较方法基因文库的构建PCR技术扩增人工合成基因组文库部分基因文库(如cDNA文库)171.2基因工程的基本操作程序过程181.2基因工程的基本操作程序优点操作简单专一性强可在短时间内大量扩增目的基因专一性强，可产生自然界中不存在的新基因缺点工作量大、盲目性大、专一性差操作过程较麻烦，技术要求过高需要严格控制温度、技术要求高适用范围小191.2基因工程的基本操作程序2.PCR技术与DNA复制的比较比较项目DNA复制PCR技术区别解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋场所细胞内(主要在细胞核内)细胞外(主要在PCR扩增仪中)酶解旋酶、DNA聚合酶耐热的DNA聚合酶温度细胞内温和条件控制温度，需90℃～95℃高温结果合成DNA分子合成DNA片段或基因201.2基因工程的基本操作程序联系(1)模板：均需要脱氧核苷酸双链作为模板(2)原料：均为四种脱氧核苷酸(3)酶：均需DNA聚合酶(4)引物：都需要引物，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸211.2基因工程的基本操作程序思维激活1.基因组文库和部分基因文库有什么区别？答案基因组文库包含一种生物的全部基因，部分基因文库只包含一种生物的一部分基因。2.怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢？答案根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、功能、在染色体上的位置、转录产物mRNA以及基因表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。221.2基因工程的基本操作程序3.PCR过程中需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？答案PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。4.什么样的基因适合用DNA合成仪直接人工合成？答案基因比较小，核苷酸序列又已知。231.2基因工程的基本操作程序应用示例1.下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④B．①②③C．①②④D．②③241.2基因工程的基本操作程序问题导析(1)PCR利用的是原理，将双链DNA之间的打开，变成DNA，作为聚合反应的模板。(2)则是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链的DNA。则均不需要模板。答案DDNA双链复制氢键单链反转录法①、④251.2基因工程的基本操作程序一题多变判断正误：(1)目的基因可以从自然界已有物种直接分离，也可人工合成。()(2)目的基因就是指编码蛋白质的基因。()(3)真核生物的基因中含有内含子，因此常用反转录法获取目的基因。()(4)利用DNA合成仪可以在短时间内大量扩增目的基因。()××√√261.2基因工程的基本操作程序二、基因表达载体的构建与转化1.基因表达载体的构建步骤(1)一般用同一种限制酶切割目的基因和质粒，使其产生相同的末端。(2)将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成一个重组DNA分子(重组质粒)。构建过程如图：271.2基因工程的基本操作程序特别提醒：该过程把三种工具(两种工具酶、一种载体)全用上了，是最核心、最关键的一步，在体外进行。281.2基因工程的基本操作程序2.将目的基因导入受体细胞的方法比较细胞类型方法说明特点植物细胞农杆菌转化法目的基因插入到Ti质粒的TDNA上→通过农杆菌→进入植物细胞→插入到植物细胞中的染色体DNA上→目的基因表达经济、有效，适合于双子叶植物和裸子植物基因枪法目的基因包裹在微小的金粒或钨粒表面→用基因枪高速射入到受体细胞或组织中→目的基因表达成本较高，是单子叶植物中常用的基因转化方291.2基因工程的基本操作程序植物细胞花粉管通法含目的基因的溶液→滴加在柱头上(或用含目的基因的溶液处理花粉粒)→花粉粒吸入目的基因→授粉→目的基因表达简便、经济，我国科学家独创动物细胞显微注射技术目的基因片段→受精卵的核内→受精卵经胚胎早期培养一段时间后移植到雌性动物的输卵管或子宫内→使其发育成转基因动物最为有效的将目的基因导入动物细胞的方法301.2基因工程的基本操作程序微生物细胞感受态细胞法Ca2＋处理微生物细胞→感受态细胞→将基因表达载体在缓冲液中与感受态细胞混合→一定温度下促使感受态细胞吸收DNA分子简便、经济、有效311.2基因工程的基本操作程序归纳提炼321.2基因工程的基本操作程序思维激活1.结合教材P13资料卡分析，用花粉管通道法导入受体细胞的目的基因是否需要和载体结合？试分析原因。答案需要。因为目的基因只有和载体结合成基因表达载体才容易在受体细胞中稳定维持和表达。2.农杆菌转化法利用了农杆菌的什么特性？答案农杆菌中的Ti质粒上的TDNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上。331.2基因工程的基本操作程序3.为什么动物的体细胞一般不作为受体细胞？答案动物体细胞全能性受到限制，不能发育为一个新个体。4.为什么微生物细胞适合作为基因工程的受体细胞？但若通过基因工程生产人的糖蛋白，从细胞器的功能分析是否可用大肠杆菌作为受体细胞呢？答案微生物细胞具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少的优点。不可以，糖蛋白上的糖链是在内质网和高尔基体上加工完成的，而内质网和高尔基体存在于真核细胞中，大肠杆菌是原核生物，细胞中不含有这两种细胞器。341.2基因工程的基本操作程序5.用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子和终止子？启动子和终止子与起始密码和终止密码是一回事吗？答案导入到受体细胞的目的基因的表达需要调控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。不是一回事，启动子和终止子都在DNA上，在遗传信息转录时起作用。启动子是启动转录的开始，终止子是DNA分子上决定转录停止的一段DNA序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。而起始密码子和终止密码子都是mRNA上三个相邻碱基。起始密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。351.2基因工程的基本操作程序应用示例2.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。下图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：361.2基因工程的基本操作程序(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是__________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现________________________。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在TDNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞_______________上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到_______________(部位)即可。解析一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。利用其感染性，可实现目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌TDNA片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。单子叶植物将目的基因导入植物细胞染色体的DNAT-DNA片段(内部)371.2基因工程的基本操作程序(2)根据T-DNA这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制______________________(酶)合成的基因。解析根据T-DNA这一转移特点，可以推测该DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶以实现与双子叶植物细胞染色体DNA的整合。DNA连接酶、限制酶381.2基因工程的基本操作程序(3)图中c过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是___类化合物。解析植物细胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。酚391.2基因工程的基本操作程序(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取______________________。(至少写出两种)解析植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。基因枪法、花粉管通道法401.2基因工程的基本操作程序一题多变判断正误：(1)获得上述转基因植物的核心步骤是a。()(2)上题图中过程b可以用Ca2＋处理细菌。()(3)用含有重组Ti质