基因工程的基本操作程序学案

人教(2019)生物选择性必修三(学案+练习)基因工程的基本操作程序1．目的基因的筛选与获取(1)筛选合适的目的基因①目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。

主要是指编码蛋白质的基因。

②筛选目的基因的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。

(2)利用PCR获取和扩增目的基因①原理：DNA复制。

②基本条件参与的组分在DNA复制中的作用高温打开DNA双链DNA母链提供DNA复制的模板4种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料耐高温的DNA聚合酶催化合成DNA子链2种引物使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸(3)构建基因文库来获取目的基因2．基因表达载体的构建——核心(1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。

②使目的基因能够表达和发挥作用。

(2)基因表达载体的组成(3)基因表达载体的构建过程3．将目的基因导入受体细胞1．目的基因就是指编码蛋白质的基因。

( × ) 2．用PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。

( √ ) 3．基因工程操作的核心步骤是目的基因的获取。

( × ) 4．基因表达载体中含有启动子和密码子。

( × )5．抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体DNA 上也未必能正常表达。

( √ )6．从大肠杆菌细胞中获得人胰岛素基因的mRNA ，说明目的基因完成了表达。

( × )1．PCR技术与DNA复制的比较2．基因表达载体的构建(1)根据质粒的特点确定限制酶的种类(2)根据Ti质粒的T­DNA片段选择限制酶，图中甲、乙、丁Ti质粒均不宜选取，而丙Ti质粒宜选取(设切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)。

3．筛选出含有目的基因的受体细胞(1)原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，如果插入某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。

生物选修3（二）专题1 基因工程1．2 基因工程的基本操作程序寄语；春光正好，最适奋马扬鞭；青春年少，更宜发愤图强。

学习目标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。

学习重点和难点1学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。

2、教学难点（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。

自主学习一、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①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导入受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

基因组文库：含有一种生物的基因②种类cDNA文库：含有一种生物的基因③目的基因的获取根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。

(2)利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。

②条件：已知目的基因的序列。

③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。

④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。

典例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．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③二、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：位于基因的，它是和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。

3．终止子：位于基因的，终止。

4．标记基因：受体细胞是否含有目的基因。

5．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；同时使目的基因_________________和发挥作用。

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。

一、 学习目标及重难点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。

学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。

学习难点：（1）（2） 二、 学习过程【温故】专题1 .1.2基因工程的基本操作程序课前预习学案 一、 预习目标 简述基因工程原理及基本操作程序。

二、 预习内容 1、基因工程的基本操作程序主要包括 .四个步骤: 2、目的基因的获取 目的基因可以从 __________________________________ ，也可以用 基因主要是指 ________________________ ，也可以是一些 ____________ 获取目的基因的方法有以下几种： _____________________________ 。

目的3、 基因表达载体的构建 基因工程的核心是 __________还必须有 ________ 、 _______ 以及. 4、 将目的基因导入受体细胞 转化是指 ______________________________________________________________________ o 将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是 ______________________ ,除此之外，还有 _________ 和 _______________ 等方法。

__________________是转基因动物中采用最多，也是最为有效的一 种将目的基因导入动物细胞的方法。

大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用 ____________ 处理细胞，使细胞处于一种 _____________________________________________ 的生理状态，这种细胞 称为 。

一个基因表达载体的组成除了 外, 5、 目的基因的检测与鉴定 要检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因，非常关键，检测方法是 作为探针。

基因工程的基本操作程序（基础课1）学习目标：1、简述目的基因的获取方法。

2、简述构建表达载体的目的。

学习内容：基因工程的基本操作程序（课本第8—11页）问题导学：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。

第一步：目的基因的获取1、目的基因主要是指______________________基因，例如，_________基因等，也可以是__________________________的因子。

（2分钟独立完成）2、目的基因的获取方法：（1）从基因文库中获取（7分钟阅读、5分钟回答均独立完成）①什么是基因文库？②什么是基因组文库？③什么是部分基因文库？请阅读课本第10页的资料卡片，了解cDNA文库与基因组文库的主要区别。

（2）利用PCR技术扩增目的基因（5分钟阅读，10分钟回答，其中②要求小组合作完成，其余独立完成）①PCR的原理是什么？②请你归纳PCR的大体过程。

③如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过___________________直接人工合成。

第二步: 基因表达载体的构建（10分钟独立完成）3、基因表达载体的构建是基因工程的_________。

4、基因表达载体的构建的目的是什么？5、一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有____________、__________、__________等。

6、由于受体细胞有_______、________、_______之分，以及目的基因导入受体细胞的______不同，因此，基因表达载体的构建上也会有所差别。

第三步：将目的基因导入受体细胞。

第四步：目的基因的检测与鉴定。

达标训练：（5分钟独立完成）1、下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，不正确的是（）A、cDNA文库中只含有某种生物的部分基因，基因组文库中含有某种生物的全部基因。

B、如果某种生物的cDNA文库中某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同。

1.2基因工程的基本操作程序学习目标：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学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。

学习难点：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。

课时安排：2课时第一课时自主学习一一、基因工程的基本操作程序简述①目的基因的；②的构建；③将目的基因；④目的基因的。

自主学习二二、目的基因的获取：目的基因：符合人们需要的，主要指编码蛋白质的。

（一）从基因文库中获取目的基因①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

基因组文库：含有一种生物的基因②种类：cDNA文库：含有一种生物的基因注：cDNA：是反转录DNA，是一种单链DNA。

③目的基因的获取：根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。

（二）利用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。

原理：DNA分子复制的原理。

条件：①引物（已知目的基因的序列）、模板、四种脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶。

过程：a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为；b．退火（℃）：单链与相应互补序列结合；c．延伸（℃）：在的作用下延伸形成DNA。

方式：指数扩增=2n（n为扩增循环的次数）（三）用化学方法人工合成：基因较，序列已知，可以人工合成。

自主学习三三、基因表达载体的构建（核心）1、表达载体的组成：目的基因+++标记基因等。

2、启动子：位于基因的，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、标记基因的作用是受体细胞是否含有目的基因。

5、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。

合作探究：基因表达载体的构建过程1、用一定的切割质粒，使其出现一个切口，露出。

第二节基因工程基本操作程序基因工程基本操作程序的四个步骤：1、目的基因的获取。

2、基因表达载体的构建（核心）。

3、将目的基因导入受体细胞（转化）。

4、目的基因的检测与鉴定。

一、目的基因的获取(1)目的基因：主要指编码蛋白质的基因。

(2)目的基因的获取方法：①从供体细胞直接提取；②利用mRNA反转录形成；③人工化学法合成；④从基因文库中获取；⑤利用PCR扩增技术(3)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，称为基因文库。

基因文库的构建过程：①基因文库种类基因组文库：包含了一种生物所有的基因。

部分基因文库：只包含一种生物的一部分基因，如cDNA文库。

苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因的表达（翻译）产物蛋白质等特性来获取目的基因。

过程图示：(4)聚合酶链式反应技术（PCR技术）①PCR技术：在体外通过酶促反应有选择地大量扩增目的基因或序列的技术。

②原理：DNA分子复制。

③过程：a.加热至90～95℃DNA受热变性后，解旋为单链；b.冷却到55～60℃，引物与单链相应互补序列结合；c.加热至70～75℃，在Taq 酶（热稳定DNA聚合酶）的作用下进行延伸。

d.循环。

④特点：DNA数量呈指数形式式增加，即2n（n为扩增循环的次数）。

⑤前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。

DNA（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。

（2）组成：目的基因 + 启动子 + 终止子 + 标记基因①启动子：是一段有特殊结构的 DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。

②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，使转录在所需要的地方停止下来。

③标记基因的作用：是为了鉴定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。

12《基因工程的基本操作程序》导学案基因工程是一门综合性科学技术，它能够对生物体的基因进行修改、改良和重组，从而创造出具有特定性状的新生物体。

基因工程的基本操作程序是指进行基因工程实验的一系列步骤和技术。

本文将对基因工程的基本操作程序进行详细介绍。

第一步：选择目标基因在进行基因工程实验之前，需要选择研究的目标基因。

目标基因可以是任何具有特定功能的基因，比如编码其中一种蛋白质的基因。

选择目标基因需要根据研究的目的、需求和预期结果进行。

第二步：克隆目标基因克隆目标基因是进行基因工程的关键步骤之一、常用的克隆方法有PCR克隆、限制酶克隆和载体克隆等。

其中，PCR克隆是一种常用的方法，可以通过PCR扩增目标基因序列。

限制酶克隆是将目标基因的DNA序列进行限制酶切割，并将其插入到载体的限制酶切位点中。

载体克隆是将目标基因按照一定的方式插入到载体DNA中。

第三步：转化目标DNA在进行基因工程实验之前，需要将克隆好的目标基因导入到宿主细胞中。

转化是指将外源DNA导入到宿主细胞的过程。

常用的转化方法有热激、电击和化学转化等。

其中，化学转化是一种简单、高效的方法，可以通过化学物质的作用将目标基因导入到宿主细胞中。

第四步：筛选转化细胞转化后，只有少部分细胞能够成功接受并稳定表达目标基因。

为了筛选出含有目标基因的细胞，需要进行相应的筛选。

常用的筛选方法有抗生素筛选、荧光筛选和基因检测等。

抗生素筛选是将转化后的细胞培养于含有抗生素的培养基中，只有带有目标基因的细胞才能存活下来。

荧光筛选是在目标基因上标记荧光基团，通过观察细胞是否发出荧光来判断是否含有目标基因。

第五步：表达目标基因筛选出含有目标基因的转化细胞后，需要使目标基因在细胞中表达出来。

常用的表达系统有质粒表达系统、病毒载体表达系统和细胞工程表达系统等。

其中，质粒表达系统是一种常用的方法，可以将目标基因插入到质粒中，并将质粒导入到宿主细胞中，使目标基因在宿主细胞中进行表达。

1．2基因工程的基本操作程序一、基因工程的基本操作程序：①目的基因的；②的构建；③将目的基因；④目的基因的。

二、基因工程的基本操作程序：（一）目的基因的获取1．目的基因：主要是指的基因，也可以是一些具有作用的因子。

2.的基因的获取：目的基因可以从中分离出来，也可以用合成。

常用的方法有以下几种：（1）从基因文库中获取目的基因①基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）基因组文库 cDNA文库如根据基因的、的、基因在染色体上的、基因的，以及基因的等特性。

（2）利用PCR技术扩增目的基因①PCR是____________________________________技术，是的缩写。

②原理：____________________。

③前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_________。

④条件：DNA模板、。

⑤扩增过程：（根据课本第10页，图1-8回答问题）a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为单链；b．退火（冷却℃）：与单链相应互补序列结合；c．延伸（℃）：在的作用下进行延伸Taq酶的特点是。

PCR技术与DNA复制的比较：（3）化学法直接合成：适用于基因比较，核苷酸序列又。

（二）——基因工程的核心1．基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中能，并且可以，同时，使目的基因能够。

2．基因表达载体= + + +（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，它是识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，最终获得所需要的蛋白质。

（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的，相当于一盏红色信号灯，使在所需要的地方停止下来。

（3）标记基因：作用是为，从而将含有目的基因的细胞出来，如基因。

3．构建基因表达载体的过程：用（同、不同）种限制酶去切目的基因与运载体，再用使其连接,形成重组DNA分子。

（三）将目的基因导入受体细胞将目的基因受体细胞，并且在受体细胞内和的过程，称为转化。

基因工程基本的操作程序（一）姓名_______班级________教师寄语：信心就是力量，态度决定一切，习惯铸就成功知识回顾：1.限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶作用的部位是____________2.运载体具备的几个条件？知识新授请回忆必修二中基因操作的基本步骤是什么？看选修三中基本的操作步骤是什么？一.目的基因的获取(1)传统方法：________________________________与________________________________(2)目的基因主要是_____________________，请至少举三个例子(3)目前常用方法：______________________、_____________________、_______________ _从基因文库中获取目的基因：概念：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入_______________中储存，各个受体菌分别含有____生物的____基因，称为___________种类：______________与_____________（）试举例？基因文库的构建模式图如何从基因文库中获取目的基因？依据：________________________________________如：_____________________、___________________________、_______________________ 、______________________、_______________________生物技术资料卡补充知识：原核细胞的基因结构真核细胞的基因结构思考：编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞的基因结构一样长吗？利用PCR技术扩增目的基因①概念：PCR全称为___________________，是一项在生物________复制___________的核酸合成技术。

1。

2 基因工程的基本操作程序【导学目标】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。

【自主学习】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．目的基因的与鉴定.一、目的基因的获取1。

目的基因：主要是指编码蛋白质的,也可以是一些具有。

2．基因文库(1）基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多 ,导入的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。

(2）基因文库的种类①基因组文库：含有一种生物的基因。

②部分基因文库：含有一种生物的基因。

3．获取目的基因的方法（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①PCR的含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术.②过程：目的基因受热形成，与引物结合,在的作用下延伸形成DNA.③方式：指数扩增＝2n（n为扩增循环的次数)。

（3)人工合成法：若较小, 序列已知，可以人工合成.二、基因表达载体的构建1。

基因表达载体的组成2．基因表达载体的功能(1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代.(2）使目的基因和发挥作用.三、将目的基因导入受体细胞1.转化：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.2．导入植物细胞（1）方法：、基因枪法、花粉管通道法等。

（2）农杆菌的特点①易感染和裸子植物.②Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞上。

3．导入动物细胞（1）常用方法：技术。

(2）常用受体细胞：。

4．导入微生物细胞（1）原核生物特点：繁殖快、多为、遗传物质相对等.（2)对受体细胞的常用处理方法: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 )。

四、目的基因的检测与鉴定1.检测方法(1) 技术：①检测转基因生物的上的目的基因；②检测目的基因是否转录出 .（2)抗原—抗体杂交技术：用于检测目的基因是否翻译成。

1.2基因工程的基本操作程序学习目标：1.简述基因工程原理及基本操作程序。

2.明确获取目的基因的方法。

3.掌握将目的基因导入受体细胞的方法。

4.掌握目的基因检测与鉴定的方法。

知识体系梳理一、目的基因的获取1.从基因文库中获取基因文库种类：。

2.利用PCR技术扩增目的基因(1)含义:是一项在生物体外的核酸合成技术。

(2)原理:④。

(3)过程:第一步,加热至90~95 ℃DNA解链为⑤;第二步,冷却至,引物与两条单链DNA;第三步,加热至70~75 ℃,从引物起始进行互补链的合成。

(4)特点:形式扩增。

3.人工合成法:如果基因较小,又已知,可以通过用化学方法直接人工合成。

二、基因表达载体的构建1.组成:目的基因、、、标记基因。

2.功能:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以给下一代;使目的基因能够和发挥作用。

3.启动子:位于基因的首端,是酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。

4.终止子:位于基因的尾端,功能是终止。

5.标记基因:鉴别受体细胞中是否含有,从而将符合要求的受体细胞筛选出来。

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,并且在受体细胞内和表达的过程。

2.导入植物细胞的方法:、基因枪法、。

农杆菌特点:易感染双子叶植物和裸子植物;Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。

3.导入动物细胞的方法:显微注射技术。

4.导入微生物细胞的常用处理方法:用Ca处理受体细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这种细胞称为感受态细胞。

四、目的基因的检测与鉴定1.检测及方法(1)检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因,采用DNA分子杂交技术。

(2)检测目的基因是否转录出了mRNA,采用分子杂交技术。

(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质,采用抗原—抗体杂交技术。

2.鉴定:除了分子检测外,还需要进行个体生物学水平的鉴定,如抗虫、抗病鉴定等。

基因工程的基本操作程序学法指导：阅读教材，把重点、难点和问题标记出来，并做好研讨和展示准备。

教学目标：①生命观念：结合生活或生产实例，举例说出基因工程原理及基本操作程序。

②科学探究：针对人类生产或生活的某一需求，在基因工程中选取恰当的技术和方法，尝试设计某一转基因生物的过程。

学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤【自主预习】基因工程的基本操作程序：的获取→ 的构建→将目的基因导入→目的基因的。

一、目的基因的获取1.目的基因是指：。

2.目的基因的获取方法：、、、人工合成目的基因的常用方法有。

（1）从基因文库中获取目的基因(直接分离法)①基因文库的含义基因文库：是指将含有某种生物不同基因的许多，导入受体菌的群体中通过克隆而，各个受体菌分别含有这种生物的，称为基因文库。

②基因文库的种类及构建a.基因组文库：。

构建过程如下：b.部分基因文库：若基因文库中含有一种生物的部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，如文库。

构建过程如下：（2）利用PCR技术扩增目的基因①PCR含义：PCR是的缩写，它是一项在生物体外的核酸合成技术。

②PCR原理：利用的原理，在体外将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量成指数形式扩增。

③前提条件：有一段已知目的基因的，以便根据这一序列合成。

引物是一段特定的DNA序列，DNA合成时起指示作用，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。

④扩增过程（P10 图1-8）a.目的基因DNA受热变性后解旋为(加热至90～95℃)；(高温变性)b. 与单链相应互补序列结合，形成局部双链(冷却至55～60℃)；(低温退火)c.然后在(Taq酶)的作用下从引物起始进行互补链的合成，延伸形成(加热至70～75℃)(中温延伸)，如此重复循环多次。

整个过程在中完成。

⑤扩增结果：由于延伸后得到的产物同样可以和引物结合，因而每次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成形式扩增(约为2n，n代表扩增循环的次数)。