第43期 基因工程-【数理报】新教材2022-2023学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步学案（人教版2019）

书 一、目的基因的筛选与获取 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① 表达产物等的基因． 目的基因主要指编码蛋白质的基因． ２．获取方法 （１）从② 中获取或人工合成． （２）利用③ 获取和扩增目的基因． ａ．ＰＣＲ反应条件：ＰＣＲ反应需要在一定的缓冲溶液 中才能进行，需提供④ 分别与两条模板链结合 的２种⑤ ，４种脱氧核苷酸和耐高温的⑥ ；同时通过控制温度使 ＤＮＡ复制在体外反复 进行． ｂ．过程 Ⅰ．变性：当温度上升到⑦ ℃以上时，双链 ＤＮＡ解聚为单链． Ⅱ．复性：当温度下降到⑧ ℃左右时两种 引物通过⑨ 与两条单链 ＤＮＡ结合． Ⅲ．延伸：当温度上升到⑩ ℃左右时，溶液 中的４种脱氧核苷酸在耐高温的瑏瑡 的作用下， 根据碱基互补配对原则合成新的ＤＮＡ链． 二、基因表达载体的构建 １．基因表达载体的组成：一个基因表达载体的组成 有目的基因、瑏瑢 、终止子、标记基因等． ２．基因表达载体的功能：让目的基因在受体细胞中 稳定存在，并且遗传给下一代；同时，使目的基因能够表 达和发挥作用． ３．启动子：是一段有特殊序列结构的 ＤＮＡ片段，位 于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是瑏瑣 识别和结合的部位，驱动基因转录出ｍＲＮＡ． ４．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，其能够终止瑏瑤 ． 知识拓展：标记基因的作用：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来． 三、将目的基因导入受体细胞 １．将目的基因导入植物细胞常用的方法有农杆菌 转化法、瑏瑥 ． ２．将目的基因导入动物受精卵常用的方法为瑏瑦 ． ３．将目的基因导入原核生物 在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞， 其中以大肠杆菌应用最为广泛．一般先用瑏瑧 处 理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中 ＤＮＡ分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导 入其中． 四、目的基因的检测与鉴定（以转基因棉花为例） １．分子水平的检测，包括通过瑏瑨 等技术检 测棉花的染色体 ＤＮＡ上是否插入了 Ｂｔ基因或检测 Ｂｔ 基因是否转录出了 ｍＲＮＡ；从转基因棉花中提取蛋白 质，用相应的抗体进行瑏瑩 ，检测 Ｂｔ基因是否翻 译成Ｂｔ抗虫蛋白等． ２．个体生物学水平的鉴定，如通过采摘抗虫棉的叶 片饲喂棉铃虫来确定Ｂｔ基因是否赋予了棉花抗虫特性 以及抗性的程度． 五、ＤＮＡ片段的扩增及电泳鉴定 １．实验基础 （１）ＰＣＲ原理：利用了瑐瑠 原理，通过调节温 度来控制ＤＮＡ双链的解聚与结合． （２）电泳：ＤＮＡ分子具有可解离的基团，在一定的 ｐＨ下，这些基团可以带上正电荷或负电荷．在电场的作 用下，这些带电分子会向着与它所带电荷瑐瑡 的 电极移动，这个过程就是电泳． （３）ＰＣＲ的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定． 在凝胶中ＤＮＡ分子的迁移速率与凝胶的浓度、ＤＮＡ分 子的瑐瑢 等有关． ２．ＰＣＲ实验操作步骤 移液：用瑐瑣 按照配方或ＰＣＲ试剂盒的说明书，向微量离心管中依次加入各 组分 ↓ 混合：盖严瑐瑤 的盖子 ↓ 离心：将微量离心管放在离心机里，离心约１０ｓ，使反应液集中在管的瑐瑥 ↓ 反应：将装有反应液的微量离心管放在瑐瑦 中，设置好ＰＣＲ仪的循环程序进 行反应 ３．ＤＮＡ含量的测定 凝胶中的 ＤＮＡ分子通过染色，可以在波长为瑐瑧 的紫外灯下被检测出来． 【知识辨析】 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”． １．ＰＣＲ扩增时，５０℃左右，引物与作为模板的单链 ＤＮＡ特定部位相互配对、结合． （　　） ２．基因表达载体中含有启动子和密码子． （　　） ３．基因表达载体的构建是基因工程的核心．（　　） ４．启动子是与 ＲＮＡ聚合酶识别和结合的部位，是 起始密码子． （　　） ５．Ｔｉ质粒上的 Ｔ－ＤＮＡ可与植物受体细胞的染色 体ＤＮＡ整合在一起． （　　） ６．检测转基因生物的 ＤＮＡ上是否插入目的基因， 这是检测目的基因是否表达的第一步． （　　） 【参考答案】 ①预期　②基因文库　③ＰＣＲ　④ＤＮＡ模板　⑤ 引物　⑥ＤＮＡ聚合酶　⑦９０　⑧５０　⑨碱基互补配对 　⑩７２　瑏瑡ＤＮＡ聚合酶　瑏瑢启动子　瑏瑣ＲＮＡ聚合酶　 瑏瑤转录　瑏瑥花粉管通道法　瑏瑦显微注射法　瑏瑧Ｃａ２＋　 瑏瑨ＰＣＲ　瑏瑩抗原—抗体杂交　瑐瑠ＤＮＡ的热变性　瑐瑡相 反　瑐瑢大小和构象　瑐瑣微量移液器　瑐瑤离心管　瑐瑥底 部　瑐瑦ＰＣＲ仪　瑐瑧３００ｎｍ 【知识辨析】 １．√　２．×　３．√　４．×　５．√　６．× 书 一、工具酶与其他酶的辨析比较 　　　项目 种类　　　 作用底物 作用部位 作用结果 限制酶 ＤＮＡ分子 磷酸二酯键 形成黏性末 端或平末端 ＤＮＡ