讲课用-基因工程操作程序1.2

1.2 基因工程的基本操作程序1

灌南高级中学高二生物备课组选修3学案(2)

1 1.2 基因工程的基本操作程序1

学习目标：

①知道基因结构知识、基因工程的基本操作程序②解释基因文库、基因组文库、部分基因文库的区别与联系。③分析获取目的基因的原理、工具及具体的操作程序。

学习重点

获取目的基因具体的操作程序。

学习难点

从基因文库中获取目的基因；利用PCR技术扩增目的基因原理。

教材学习：

基因工程的基本操作程序：

基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：

、

、、

。

补：1、原核细胞的基因结构

原核细胞的基因结构包括:

能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质、 ①不能转录为信使RNA，不能编码蛋白质。②有调控遗传信息表达的核

苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。即。

2、真核细胞的基因结构

核细胞的基因结构包括:

A编码区：能够编码蛋白质的序列叫做，不能够编码蛋白质的序列叫做。

B非编码区：有调控作用的核苷酸序列，包括位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。

非编码序列：包括非编码区和内含子

(一) 目的基因的获取

获取目的基因的方法：

(1) 从中获取目的基因：

①基因文库：将含有某种生物的许多DNA片段，导入受体菌的中储存，各个受体菌分别含有这种生物的

，称为基因文库。

基因文库可大可小，如果它包含了一种生物所有的基因，就叫；如果它只包含一种生物的一部分基因，就叫，如。

002~1.2基因工程的基本操作程序

专题高考必胜

1.2基因工程的基本操作程序

教学过程

教学内容教学手段

和方法预期

目标

1.课前预习，引入对基因工程的基本操作程序的学习。

课前准备：通过预习解决以下问题

1、基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？

2、试分析每一步骤的必要性。

师：通过预习同学们都能解决第一个问题，基因工程的基本操作程序包括……

生：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。

师：第二个问题我们可以将它拆分成四个小问题逐个儿解决：

1、为什么要有“目的基因的获取”这一步？

先请一个同学将基因工程的原理告诉大家。

生：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

师：这既是基因工程的原理又是其概念，通过这一表述中的“创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品”你得出什么样的信息？

学生讨论。

引导大家思考。

加强预习环节

使学生认识每一步骤的必要性

。

专题高考必胜

2.学习目的基因的获取

生：这是基因工程的优点也是基因工程的目的，可以实现这一目标的只有目的基因，有了目的基因我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。

师：很好，良好的开端等于成功的一半，我们继续往下分析

2、为什么要有“表达载体的构建”这一步？

生：构建表达载体的目的是为了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，同时使目的基因能表达和发挥作用。（教材P11）

师：看来同学们课前已经进行了精心预习了，那么第三步 “目的基因导入受体细胞”它又是出于什么目的呢？

生：单独的DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的，含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞，并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。（教材P12）

1.2 基因工程的基本操作程序

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（图1-6)。

图1-6 基因工程的基本操作流程图

►求异思维

你能推测出由mRN反转录形成 cDNA的过程大致分为哪些步骤吗？查阅相关的书籍，看看书中所述是否与你的想法相似。

目的基因的获取

获取目的基因是实施基因工程的第一步。目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以用人工的方法合成。目的基因主要是指编码蛋白质的基因，例如，与生物抗逆性相关的基因、与优良品质相关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、与毒物降解相关的基因，以及与工业所需用酶相关的基因等，也可以是一些具有调控作用的因子。

随着科学技术的发展，获取目的基因的方法也越来越多，目前常用的方法有以下几种。

从基因文库中获取目的基因

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（gene library)。基因文库就像一座图书馆，每一个基因就是一本书。如果一座“图书馆”中包含了一种生物所有的基因，那么，我们就可以说这个基因文库很大，就像国家图书馆，这种基因文库叫做基因组文库(genomic library)。也有一些基因文库比较小，就像某个市或某个单位的图书馆，只包含了一种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，如cDNA文库（图1 - 7)。怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢？这还是一件比较复杂的事情，简单地说就是根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。

►寻根问底为什么要构建基因文库？直接从含目的基因的生物体内提取不行吗？

生物技术资料卡

基因文库的构建

将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的 DNA片段，然后，将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。也就是说，这个群体包含了这种生物的所有基因，叫做这种生物的基因组文库。如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA (也叫cDNA)片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，那么，这个受体菌群体就叫做这种生物的cDNA文库。两种基因文库的主要区别如下表所示。

1[1].2基因工程的基本操作程序