第2课时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:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。(2)原理:④DNA双链复制。(3)过程:第一步,加热至90~95℃DNA解链为⑤单链;第二步,冷却至55~60℃,引物与两条单链DNA结合;第三步,加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶(Taq酶)从引物起始进行互补链的合成。(4)特点:指数形式扩增。3.人工合成法:如果基因较小,核苷酸序列又已知,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、启动子、终止子、标记基因。2.功能:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代;使目的基因能够表达和发挥作用。3.启动子: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。4.终止子:位于基因的尾端,功能是终止转录。5.标记基因:鉴别受体细胞中是否含有目的基因,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,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.导入植物细胞的方法:农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。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Ca2+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。重难点探究1.基因工程的基本步骤中,哪几步用到了限制酶?哪几步涉及碱基的互补配对?2.构建基因表达载体的目的是什么?基因表达载体由哪些组分组成?各组分起什么作用?3.转化的实质是什么?常见的转化方法有哪些?基础智能检测1.在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中,下列有关叙述正确的是()。①可用同一种限制酶切割两者②不能用同一种限制酶切割两者③加入适量的DNA连接酶④不需加DNA连接酶A.①③B.①④C.②④D.②③2.科学家在培育抗虫棉时,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),导入棉花受精卵,长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端),导入棉花受精卵,结果长成的植株有了抗虫能力。请回答下列问题:(1)由以上过程推知,作为目的基因的载体应具备的结构是。(2)基因表达载体的构建过程是在(细胞内、细胞外)进行的,需要的工具有。启动子具有的作用。(3)当苏云金芽孢杆菌的抗虫基因和质粒混合后,在DNA连接酶的作用下会有几种结合方式?分别是什么?。3.关于将目的基因导入受体细胞的说法中,正确的是()。A.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法B.将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射技术C.为使大肠杆菌易吸收DNA分子,应先用缓冲液进行处理D.在显微注射技术中,不需先构建基因表达载体4.如图所示,科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组,并且在大肠杆菌中表达成功。请据图回答问题:(1)为了增加目的基因的数量,可以利用技术进行快速复制,其过程:目的基因DNA受热变性后解旋为单链;引物与单链相应互补序列结合,然后在酶的作用下进行延伸,如此循环。(2)图中③代表基因表达载体,一个完整的基因表达载体一般应包括启动子、、目的基因、终止子及复制原点等五个部分。(3)④过程的受体若是双子叶植物和裸子植物,则采用最多的方法是。(4)干细胞是一类具有分裂能力的细胞,造血干细胞经分裂、分化形成了不同功能的细胞,发生这些变化是由于造血干细胞中。我的疑问：我的收获：