第3章 第1节 第3课时 基因工程的基本操作程序（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（苏教版2019）

知识点(一)　目的基因的获取及DNA的粗提取和鉴定 [教材知识梳理] (一)基因工程的基本操作程序 包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞，以及目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。 (二)目的基因的获取 1．通过化学合成法直接人工合成目的基因：对于比较小的目的基因，在明确脱氧核苷酸序列后，可以通过DNA合成仪直接人工合成；全基因或较大基因常使用半合成的方法，该方法主要用到的酶有Klenow酶和DNA连接酶等。 2．通过基因文库获取目的基因：基因文库分为基因组文库和cDNA文库。从基因组文库中筛选目的基因，一般采用核酸探针杂交的方法。 3．从细胞中直接提取DNA或RNA的基本过程：首先裂解细胞使核酸分子释放出来，然后从释放出来的细胞成分中分离核酸分子，最后纯化获得核酸分子。 (三)DNA的粗提取和鉴定的原理 1．DNA不溶于乙醇，但某些蛋白质溶于乙醇。 2．DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。 3．在沸水浴加热条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 [核心要点点拨] (一)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 无 有 基因中内含子 无 有 基因多少 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 (二)几种获取目的基因方法的比较 方法 从基因文库中获取 利用PCR技术扩增 化学合成 基因组文库 cDNA文库 过程 优点 操作比较简单 具有专一性 可在短时间内大量扩增目的基因 专一性强，可产生自然界中不存在的新基因 缺点 工作量大、盲目性大、专一性差 操作过程较麻烦，技术要求过高 需要严格控制温度，技术要求高 适用范围较小 (三)DNA的粗提取实验步骤及注意事项 1．实验步骤 2．实验注意事项点 (1)一般选取鸡血来提取DNA，因为鸡血中血细胞含量高，DNA含量丰富，材料易得，细胞易吸水涨破。也可以选用植物细胞如洋葱等，只是破碎植物细胞比较麻烦，提取洋葱DNA时，需先将洋葱切碎，然后加入一定量的洗涤剂和食盐，进行充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。 (2)该实验中不能选用猪血等哺乳动物的血，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和各种细胞器。 (3)过滤含DNA的黏稠物时不能用滤纸代替纱布，否则会因DNA被吸附到滤纸上，而导致DNA大量损失。 (4)用玻璃棒搅拌时，动作要缓慢且沿同一方向进行，目的是防止DNA被破坏，但细胞破裂时应快速搅拌。 (5)二苯胺试剂是利用二苯胺、冰醋酸、浓硫酸配制的，要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响鉴定效果。 (6)在鸡血中加入柠檬酸钠防止血液凝固。 (7)提取含有杂质较少的DNA时，应加入适量冷却的、体积分数为95%的乙醇溶液，因为DNA不溶于乙醇，细胞中某些蛋白质可溶于乙醇，进一步提纯DNA，且冷却的乙醇可以防止DNA降解，易形成沉淀，增加DNA的柔韧性，减少断裂。 [例1]　(多选)如图为某种cDNA的制作流程示意图，相关叙述错误的是(　 ) A．催化①②过程的酶都能促进双链间氢键的形成 B．核酸酶H能催化杂交双链中所有的磷酸二酯键的断裂 C．cDNA文库的构建需要提前了解目的基因的有关信息 D．该双链DNA 在PCR 仪中扩增时需要核酸酶H [解析]　催化①②过程的酶都能促进单链上磷酸二酯键的形成，但不能促进氢键的形成，A错误；核酸酶H只能催化杂交双链中RNA上的磷酸二酯键的断裂，B错误；cDNA文库的构建需要首先获得目的基因的mRNA，C正确；该双链DNA在PCR仪中扩增时不需要核酸酶H，D错误。 [答案]　ABD [例2]　(2022·山东高考)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是(　 ) A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 [解析]　低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；细胞中的某些蛋白质可以溶解于乙醇，可能有的蛋白质不溶于乙醇，在体积分数为95%的冷乙醇溶液中与DNA一起析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。 [答案]　B [层级训练评价] (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)对于核苷酸序列已知且比较小的基因可通过化学合成法直接人工合成。(√) (2)Klenow酶是一种能将双链DNA的突出5′端补平的DNA聚