3.2 基因工程的基本操作程序-【帮课堂】2022-2023学年高二生物同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）

学科网 学科网原到，让李司更客易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 《第3章 基因工程》 第2节基因工程的基本操作程序 必会知识考点梳理·拓展延伸·易错警示 必会知识一目的基因的筛选与获取 1.目的基因主要是指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等 相关的基因。 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。 ②基因文库的种类：基因组文库：包含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。cDNA文库与基因组文库的区别 文库类型 cDNA文库 基因组文库 文库大小 小 大 基因中启动子（具有启动作用的 无 有 DNA片段) 基因中内含子（位于编码蛋白 有 质序列内的非编码DNA片段) 基因数量 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 物种间的基因交流 可以 部分基因可以 ③从基因文库中获取目的基因的方法：用DNA探针从基因文库中准确提取目的基因。根据目的基因的 核苷酸序列制成一段与之互补的核苷酸短链，并用同位素标记，即成为探针。基因文库中变性的DNA片段， 如果有一个DNA片段能和探针片段互补结合成杂交链，这一片段即含有所需的目的基因。 (2)利用PCR获得和扩增目的基因 ①含义：PCR是聚合衡链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA 复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。需要具备的条件有模板、原料、 引物、酶、控制温度等。 DNA模板 引物 耐高温的 4种脱氧核苷酸 ②原理：利用DNA半保留复制原理，在体外将目的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（约为2”，其中为扩增循环的次数）。 ③前提：有一段己知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学利科购 学科网原到，让学司更会易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 ④PCR的反应及其作用 条件 作用 在一定的缓冲液 提供相对稳定的pH环境；真核细胞和细菌的DNA聚合酶都 (含Mg2中进行 需要Mg2+激活 4种脱氧核苷酸 作为合成DNA子链的原料 DNA母链 作为DNA复制的模板 Taq酶（耐高温） 催化合成DNA子链 引物 使Taq酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 温度 90C以上 变性：使DNA片段双链解开 控制 50℃左右 复性：使解开的两条DNA单链分别与相应的引物结合（退火） 72℃左右 延伸：Taq酶催化子链合成 ⑤扩增的过程： 第一步：将反应体系（包括双链模板、引物、Tg酶、4种脱氧核苷酸以及酶促反应所需的离子等）加热 至90C以上，使双链DNA两条链之间的氢键打开，变成单链，分别作为聚合反应的模板。 第二步：将反应体系降温至50C左右，使引物分别与模板DNA链3'端的相应序列互补配对，这个过程 称为复性。 第三步：将反应体系升温至72C左右，在Tg酶的催化作用下，将与模板DNA互补的单个核苷酸加 到引物所提供的3'一OH上，使DNA链延伸，产生一条与模板链互补的单链DNA。如图所示： 情若花时A片质 L1111111111 BinLy 与两年N结 NA厚 上述三步反应完成后，一个DNA片段就变成了两个DNA片段，随着重复次数的增多，DNA的数量就 以约2的倍数增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪PCR仪)中完成的。完成后，常采用琼脂糖凝胶电 泳米鉴定PCR产物。 必会知识二基因表达载体的构建 1.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 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网 学科网原创，让学司更客易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 后通过重组运载体将目的基因导入受体细胞。 2,构建基因表达载体的月的：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。 3,基因表达载体的组成及其作用 限制酶切割位点 启动子 ,终止子 复制原点 标记基因 基因表达载体梗式图 ()目的基因：外源DNA分子中有遗传效应的片段。 (2)启动子：位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，是一段有特殊序列结构的DNA片段，是RNA聚 合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出RNA,最终表达出人类需要的蛋白质。 (③)终止子：位于基因的下游，也是一段有特殊序列结构的DNA片段，是转录结束点。 (④)标记基因的作用：为了鉴别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米。 常