新课标高中生物选修三基因工程的基本操作程序导学案.doc
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1、12 基因工程的基本操作程序 教学目的1、简述基因工程原理及基本操作程序。2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。教学重点和难点1、教学重点基因工程基本操作程序的四个环节。2、教学难点(1)从基因文库中获取目的基因。(2)运用PCR技术扩增目的基因。教学过程一、目的基因的获取:1目的基因:符合人们需要的,编码蛋白质的 。2获取目的基因的方法 (1)从基因文库中获取目的基因基因文库:将具有某种生物不同基因的许多,导人受体菌的群体中,各个受体菌分别具有这种生物的不同基因,称为基因文库。基因组文库:具有一种生物的 基因种类cDNA文库:具有一种生物的基因目的基因的获取根据基因的有关信息:基因的序列、基
2、因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。(2)运用PCR技术扩增目的基因。PCR:是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。条件:已知目的基因的序列。过程:目的基因DNA受热形成,与结合,然后在_的作用下进行延伸形成DNA。方式:指数扩增=2n(n为扩增循环的次数)(3)人工合成法:基因较小,核苷酸序列已知,可以人工合成。例1 下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( ) 从基因文库中获取目的基因 运用PCR技术扩增目的基因 反转录法 通过DNA合成仪运用化学方法人工合成A B C D二、基因表达载体的构建1表达载体的组成:目的基因+标记基因等。2启动子:位于
3、基因的,它是结合的部位,驱动基因转录产生mRNA。3终止子:位于基因的,终止。4表达载体的功能:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且给下一代;使目的基因_和发挥作用。5标记基因:受体细胞是否具有目的基因。6不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同,基因表达载体的构建上也会有所差别。例2科学家在哺育抗虫棉时,通过了许多复杂的过程和不懈的努力,才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中,然后导入棉花的受精卵中,结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端),导人棉花受精卵,长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中
4、插入终止子(抗虫基因末端),导入棉花受精卵,结果成长的植株,有了抗虫能力。由以上过程推知,作为目的基因的运载体应具有的结构是( ) A目的基因、启动子 B目的基因、终止子 C目的基因、启动子、终止子 D目的基因、启动子、终止子、标记基因三、将目的基因导入受体细胞(一)转化:目的基因进人受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和的过程。(二)方法1将目的基因导入植物细胞(1)农杆菌转化法农杆菌特点:易感染植物和裸子植物,对_植物没有感染力;Ti质粒的可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上。转化:目的基因插人农杆菌导入植物细胞目的基因整合到植物细胞染色体上目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。(2
5、)基因枪法 基因枪法:是单子叶植物中常用的一种基因转化方法,但是成本较高。(3)花粉管通道法 花粉管通道法:这是我国科学家独创的一种方法,是一种十分简便经济的方法。(我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的)2将目的基因导入动物细胞(1)方法:注射技术。(2)操作程序:目的基因表达载体取卵(受精卵) 显微注射注射了目的基因的受精卵移植到_性动物的_内发育新性状动物。3将目的基因导人微生物细胞(1)原核生物特点:繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。(2)转化:解决细胞细胞表达载体与感受态细胞混合 _细胞吸取DNA分子。例3采用基因工程的方法哺育抗虫棉,下列导入目的基因的做法对的的是( )将毒素
6、蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,导人细菌,用该细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列,与细菌质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵 A、 B、 C、 D、四、目的基因的检测与鉴定1检测 (1)方法:标记了的、抗原抗体杂交。 (2)内容 检测转基因生物染色体的DNA是否插入。 检测目的基因是否转录。 检测目的基因是否翻译成。2鉴定:鉴定、抗病鉴定等。例4 下图是将人的生长激素基因导人细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图,所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因,质粒A导人细菌B后,
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