高中生物《基因工程的基本操作程序》教案1 新人教版选修3.doc

第2节基因工程的基本操作程序
【本节重难点】
重点：基因工程基本操作程序的四个步骤
难点：（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
【知识精讲】
教材梳理
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

知识点一目的基因的获取
1.获取目的基因是实施基因工程的第一步。目的基因的获取方法主要有两种：①从自然界中已有的物种中分离出来②用人工的方法合成。
2.基因文库——将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，成为基因文库。
基因文库根据其大小可分为基因组文库和部分基因文库。
受体细胞是指接受目的基因的细胞，即表达载体导入的细胞。
基因工程常用的受体有细菌、真菌、动植物细胞
3.PCR技术扩增目的基因
原理：DNA复制
做法：已知一段目的基因的核苷酸序列→据已知序列合成引物→DNA扩增
结果：扩增出许多结构相同的目的基因。
注意：学习该部分知识时，常出现将目的基因的来源和目的基因的提取相混淆，致使不理解课本所讲，原因是课本都用了“获取目的基因”字样。目的基因的来源是：①从自然界中已有的物种中分离出来。②用人工的方法合成。目的基因的提取是指在基因工程操作时怎样获得目的基因。常用方法有二：①从基因文库中直接获取②如果需要大量的目的基因，需要对目的基因进行PCR技术扩增。不管是从基因文库中获取的目的基因，还是需要进行扩增的目的基因，其来源既可能是从自然界中已有的物种中分离出来，也可能是人工合成的。

知识点二基因表达载体的构建
基因表达载体的构建是基因工程的核心。其中心内容是使目的基因与运载体结合，形成重组运载体，最后通过重组运载体将目的基因导入受体细胞。
注意：在学习时应注意以下几点：
1.构建表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
2.基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因
3.所选运载体应具备的条件：（1）载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。
（2）载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。
（3）载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。
（4）载体DNA必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。
（5）载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。
实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。

知识点三将目的基因导入受体细胞
（1）转化——目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。
说明：此处的“转化”与肺炎双球菌的转化实验中的“转化”的含义相同。
（2）基因工程中常用的受体细胞有：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤脓杆菌、酵母菌和动植物细胞
（3）将目的基因导入受体细胞的方法：根据受体和运载体的类型不同，所采用的导入方法也不同。目前常用的方法有：①将目的基因导入植物细胞——脓杆菌转化法，还有基因枪法和花粉管通道法。②将目的基因导入动物细胞——显微注射技术③将目的基因导入微生物细胞——Ca＋处理细胞法
说明：将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，同学们可以上网查询更多的方法和具体过程。

知识点四目的基因的监测与鉴定
（1）检测对象：①检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因
②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质
（2）检测方法：分子检测法——①和②都是DNA分子杂交技术，③抗原－抗体杂交法
形态检测法——可根据目标性状的有无来判断目的基因是否表达
说明：基因操作过程中有多个步骤需要检测，此处只讲了目的基因的检测，还有目的基因是否被整合到了运载体上，运载体是否进入了受体细胞等都需要检测，具体过程见拓展点2。

知识点五教材深化：人工合成目的基因的过程：
①目的基因转录成的mRNA单链DNA双链DNA（目的基因）
②蛋白质中氨基酸的序列mRNA中的碱基序列DNA碱基序列目的基因目的基因

教材拓展
拓展点一标记基因和标记基因的作用
课本上提到运载体要有标记基因，其作用是供重组DNA鉴定和筛选，那么怎样利用标记基因进行鉴定和筛选呢？请同学们阅读下面一段文字：运载体中所携带的一些抗性基因（如氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因）及发光基因等，能控制一些特殊物质的合成，利用这些特殊物质可以筛选运载体或重组运载体，这些