3.2 基因工程的基本操作程序（情境课件）生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦基因工程基本操作程序，以“精准抗癌之将肿瘤细胞‘猪肉化’”为情境导入，通过问题链引导学生思考分子工具与操作步骤，以PCR技术、载体构建等为学习支架，串联目的基因获取、导入、检测等核心知识点。 其亮点在于情境化教学贯穿始终，结合科学思维训练（如PCR原理分析、引物设计）与探究实践（DNA扩增及电泳鉴定实验），帮助学生建立结构与功能观等生命观念。丰富的即学即练与归纳总结，既提升学生知识应用能力，也为教师提供高效教学支持。

你敢相信吗？癌症可能不再是死亡的代名词了。今年3月，广西医科大学赵永祥团队在顶级期刊cell上发表了对晚期癌症治疗的最新研究，实现了对八大癌种90%的疾病控制率。要知道，人体每天都在诞生癌细胞，但瞬间就会被免疫系统消灭，可随着年龄增长，免疫系统将逐渐迟钝，突变后的癌细胞会伪装成正常细胞，躲过免疫细胞的追杀，并疯狂吸食人体营养，最终发展成可怕的肿瘤。于是，赵永祥团队把猪的基因整合到对人类无害的NDV病毒中，构建出一种重组溶瘤病毒疗法。进入人体后，病毒会感染癌细胞，让癌细胞的表面长出猪皮。免疫系统误以为株细胞跑进来了，立刻发动超强攻击，精准剿灭肿瘤。更加易想不到的是在20例复发难治的转怡性癌症患者的临床试验中，疾病控制率高达90%，也没有出现严重不良事件。未来，赵永强团队将进一步优化研究，为癌症治疗开辟新方向。 人教版选择性必修3 第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序 精准抗癌之将肿瘤细胞“猪肉化” 目录 生命观念 1.运用结构与功能观等观念理解PCR技术的过程、原理、条件等 科学思维 1.结合实例，采用文字和图示方式说明基因工程的基本操作程序。 社会责任 1.针对人类生产和生活的某一需求，尝试提出初步的基因工程构想，完成初步设计。 素 养 目 标 情境导入 精准抗癌之将肿瘤细胞“猪肉化” 情境启思 精准抗癌之将肿瘤细胞“猪肉化” 癌症治疗最棘手的问题之一，是肿瘤细胞总能伪装成正常细胞逃避免疫追杀。中国科学家巧妙地借助基因编辑技术，将猪的特定抗原片段精准地整合到肿瘤细胞表面。这些"猪肉抗原”就如同特殊的荧光标记，被免疫系统迅速察觉并发动攻击。 将猪的a-gal抗原基因整合到肿瘤细胞中并表达，需要哪些“分子工具”? 限制性内切核酸酶;DNA连接酶;载体 要想实现以上目标一般需要哪些步骤? 肿瘤细胞 细胞表面出现猪的特定抗原 表达猪的特定抗原基因 导入 与载体拼接 重组DNA分子 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 （核心） 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 猪的特定 抗原基因 基因工程操作的每一步涉及的技术和方法有哪些？ 情境启思 精准抗癌之将肿瘤细胞“猪肉化” 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 （一）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预期表达产物等的基因。 2.实例： 1.概念： (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) 猪的器官移植到人体时，会因携带独特的“a-半乳糖苷酶抗原”(简称a-gal抗原)引发强烈免疫排斥。这种抗原在人类和其他灵长类动物中天然缺失，却能触发人体内强烈的免疫反应。关键思路:若将猪的a-gal抗原基因转入肿瘤细胞内，肿瘤细胞可表达猪的a-gal抗原， 目的基因 如何筛选目的基因呢？ 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 【任务一】1.阅读课本76页和77页1-3段及第一个相关信息，明确目的基因的概念和实例；筛选合适的目的基因的方法。 1.如何筛选目的基因呢？ 2.为什么培育转基因抗虫棉用到的目的基因是Bt基因？ 3.Bt基因的杀虫机理是怎样的？ 4.抗虫棉中的Bt抗虫蛋白会不会对人畜产生危害？为什么？ 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 （二）筛选合适目的基因： DNA测序仪 核苷酸序列比对 氨基酸序列比对 序列数据库(如GenBank) 测定核酸和蛋白质序列 以碱基顺序或氨基酸残基顺序为基本内容的分子生物信息数据库 把感兴趣的序列跟已经存在的序列数据库进行比较的工具。通过比对识别相关的序列G从而能获得目的基因和蛋白质的功能。 1.筛选目的基因最有效的方法之一是从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。 （二）筛选合适目的基因： 2.随着测序技术的发展，以及序列数据库（GenBank）、序列比对工具（如BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，为找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能。 苏云金杆菌的杀虫作用于Bt基因有关 掌握了Bt基因的序列信息 对Bt基因的表达产物-Bt抗虫蛋白有较为深入的了解 苏云金杆菌制剂可防治棉花虫害 Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因 实例： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 （三）获取目的基因的方法： ✭ ①从基因文库中获取 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 ②人工合成目的基因 前提： 基因比较小、核苷酸序列已知 通过DNA合成仪用化学方法直接合成 方法： ③利用PCR特异性地快速扩增目的基因 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，结合质粒导入受体菌群体中储存，这个受体菌群就是该生物的基因文库。 基因组文库（某生物全部基因） 部分基因文库（主要是cDNA文库） 1.下列有关获取目的基因的叙述，错误的是(　　) A．目的基因就是编码蛋白质的基因 B．筛选和获取目的基因是基因工程的第一步 C．来自苏云金杆菌的Bt基因可作为培育转基因抗虫棉的目的基因 D．序列比对工具的应用为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会 A 目的基因主要是指编码蛋白质的基因 即学即练 目的基因的获取 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 【任务一】2.阅读课本77页第4-6段和表3-1及第二个相关信息，阅读78和79页，明确目的基因获取的方法，并对这种方法的概念、条件和过程进行详细分析。 1.总结出PCR的概念、提出者、原理、目的、优点。 2.结合体内DNA复制过程，思考PCR的进行需要哪些条件？所需设备是什么？ 3.构建出PCR的大致过程。 4.PCR扩增为什么需要引物？ 5.如何对产物进行鉴定？ 6. PCR技术与DNA复制过程比较？ 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 1.发明者 PCR由穆里斯等人于1985年发明，为此，穆里斯于1993年获得诺贝尔化学奖。 如果说，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构，标志着分子生物学时代的开启，那么PCR技术则标志着分子生物学的腾飞。PCR技术的出现，彻底变革了生物化学、分子生物学、遗传学、以及现代医学等等。 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 2.PCR的概念、原理、目的、优点 全称： 聚合酶链式反应 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。 DNA半保留复制 原理： 体外 操作环境： 对目的基因的核苷酸序列进行大量复制 目的： 优点： 可在短时间内大量扩增目的基因 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.所需的基本条件 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 体内 DNA复制参与的组分 在DNA复制中的作用 PCR中参与的组分 解旋酶 4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 缓冲物质 Mg2+ 引物(短的单链核酸) DNA母链 打开DNA双链 提供DNA复制的模板 合成子链的原料 催化合成DNA子链 维持pH稳定 激活DNA聚合酶 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 无需解旋酶，用高温代替 4种脱氧核苷酸 DNA母链 耐高温的DNA聚合酶 缓冲液 Mg2+ 引物(2种），短的单链DNA) PCR扩增仪 DNA分子电泳 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 4.所需的设备 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 耐高温的DNA聚合酶(Taq酶） 4种脱氧核苷酸（DNTP） 引物 待扩增的DNA片段（模板） 5’ 5’ 变性 复性 延伸 温度上升到90℃以上，双链DNA解聚为单链 当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 90 50 72 ℃ 变性 3` 5` 5` 3` （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 90 50 72 ℃ 复性 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 3` 5` 3` 5` 5` 3` 5` 3` 90 50 72 ℃ 延伸 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 3` 5` 3` 5` 3` 5` 3` 5` 90 50 72 ℃ 变性 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 3` 5` 3` 5` 3` 5` 3` 5` 90 50 72 ℃ 复性 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 3` 5` 3` 5` 3` 5` 3` 5` 3` 5` 5` 3` 5` 3` 3` 5` 90 50 72 ℃ 延伸 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 3` 5` 3` 5` 3` 5` 3` 5` 3` 5` 3` 5` 变性 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 90 50 72 ℃ 90 50 72 ℃ 复性 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 90 50 72 ℃ 延伸 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 3.PCR反应的过程 4.PCR的结果： 由于一个循环得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍。 即成 形式扩增（约为 ，其中n为扩增循环的次数） 指数 2n n代后，共消耗_____ 个引物；第____代出现完整的目的基因 2n+1-2 3 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 5.产物进行鉴定 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，这些带电分子会向与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就叫电泳。 完成后，常采用 来鉴定PCR的产物。 琼脂糖凝胶电泳 （四）利用PCR获取和扩增目的基因： 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 【易错提醒】 PCR与体内DNA复制的比较 类型 体内DNA复制 PCR 合成子链 一条链连续合成；另一条链不连续合成，再由DNA连接酶连接或两条链均连续合成 分别从两种引物的3′端开始延伸，都是连续合成 过程 循环次数 受生物体自身控制 一般要经历30次 产物 完整DNA 两种引物之间的DNA片段 相同点 (1)都需要提供DNA模板；(2)都需要在一定环境中进行；(3)DNA合成方向都是从子链的5′端向3′端延伸 边解旋，边复制 （有冈崎片段） 变性、 复性、 延伸 情境串讲 一、目的基因的筛选与获取 注：第三轮循环后，开始出现双链等长的目的基因片段。 循环次数 1 2 3 n DNA分子数 2 4 8 2n 含引物A(或B)的DNA分子数 1 3 7 2n－1 同时含引物A、B的DNA分子数 0 2 6 2n－2 共消耗的引物数量 2 6 14 2n＋1－2 PCR循环图示与规律1： 归纳总结 第1次扩增 长链-中长链DNA____个 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 2 1 1 PCR循环图示与规律2： 归纳总结 第2次扩增 中长链-短链DNA____个 长链-中长链DNA____个 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 2 2 3 3 PCR循环图示与规律2： 归纳总结 第3次扩增 短链-短链DNA______个 中长链-短链DNA____个 长链-中长链DNA____个 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 2 4 2 7 7 PCR循环图示与规律2： 归纳总结 第4次扩增 短链-短链DNA______个 中长链-短链DNA____个 长链-中长链DNA____个 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 2 6 8 15 15 PCR循环图示与规律2： 归纳总结 35 2 0 0 2 2 2 4 0 2 2 6 8 2 2(n-1) 2n-2n 1 3 7 15 2n-1 2×2n-2 2 PCR循环图示与规律2： 归纳总结 引物 相关信息 注:PCR中的引物为短单链DNA，通常含20~30个核苷酸。 引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。DNA双链解旋之后DNA聚合酶无法直接聚合游离的脱氧核苷酸，必须由引物提供3’端之后才能开始连接脱氧核苷酸。由于DNA双链是反向平行的，所以PCR需要2种引物。 思考:DNA复制过程中为什么需要引物? 引物的作用:使DNA聚合酶能够从引物的3' 端开始连接脱氧核苷酸 DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从引物的3′端开始延伸DNA链。 根据查询的猪的a-gal抗原基因序列，尝试设计引物，完成下列问题： 1.写出互补链的碱基序列，并注明方向。 2.从1-4中选择2个合适的位置设计引物，写出引物的部分序列，并注明方向。 3.要保证目的基因能与载体相连接，还要对引物进行什么操作? 拓展延伸 要在两种引物的5’端分别加上限制酶的识别序列 5'ATGAA...... ATCGA ACCGGT……TCTGA 3' 3'TACTT...... TAGCTCTGGCCA……AGACT5' 5'ATGAA... 3' 3'...AGACT5' 引物的设计 4.如果要用PCR扩增以下DNA模板中的基因1，需要的一对引物序列是怎样的? 拓展延伸 5'-CTTCGAAATTC-基因1-TCTCCCGATCGG -基因2 -ATCCTTTGCTCT -3' 3'-GAAGCTTTAAG-基因1-AGAGGGCTAGCC-基因2-TAGGAAACGAGA-5’ 3'-AGAGGGCTAGCC-5' 5'-CTTCGAAATTC-3' 引物的设计 下图引物的设计是否合理? 拓展延伸 引物的设计 不合理; 第1组:引物I和引物I会因局部发生碱基互补配对而失效。 第2组:引物I自身折叠后会因出现局部碱基互补配对而失效。 思考：设计引物时，应注意哪些要点? ①长度通常为_________ bp，引物过短导致_____________扩增，过长容易形成二级结构。 ②避免___________ 、_______________ 4个碱基以上的互补; ③对引物的修饰发生在______端。(子链的延伸发生在引物的______端) 20-30 非特异性 引物自身 3` 5` 上下游引物之间 用PCR可以扩增mRNA吗？ mRNA不可以直接扩增，需要将它逆转录成cDNA再进行扩增。 1.逆转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA链，形成RNA-DNA杂交分子； 2.核酸酶H降解RNA-DNA杂交分子中的RNA链，使之变成单链DNA； 3.以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子，即cDNA 旁栏思考P79 ①全称： ②操作环境： ③原理： ④前提： ⑤条件： ⑥过程： ⑦优点： 聚合酶链式反应 体外（PCR扩增仪/PCR仪） 可以在短时间内大量扩增目的基因（以指数形式扩增） DNA半保留复制 已知目的基因的一段核苷酸序列（为了合成引物） 模板DNA、4种游离脱氧核苷酸、引物（2种）、耐高温的DNA聚合酶 变性： 复性： 延伸： DNA解链（超过90℃） 引物结合到互补DNA链（50℃左右） Taq酶从引物起始进行互补链的合成（72℃左右） 模板、原料、引物、酶、能量 课堂小结 PCR cDNA、Taq酶注意大小写 A．第一轮循环得到2个DNA分子，即①②各1个 B．第二轮循环得到4个DNA分子，即①②③④各1个 C．第三轮循环得到8个DNA分子，其中有2个是等长的，也就是有2个X基因 D．第四轮循环得到16个DNA分子，其中有4个X基因 1.用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，两种引物及其与模板链的结合位置如下图所示。经四轮循环后产物中有五种不同的DNA分子，下列叙述错误的是(　　) D 第四轮循环得到16个DNA分子，①复制得到①和③，②复制得到②和④，2个③复制得到2个③和2个⑤，2个④复制得到2个④和2个⑤，2个⑤复制得到4个⑤，故第四轮循环得到的16个DNA分子中有8个X基因 即学即练 PCR过程 2.下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是(　　) A．PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理 B．琼脂糖溶液中加入的核酸染料利于DNA在300 nm紫外灯下被检测 C.将PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出后，放在高温环境中迅速融化，以减少酶活性的丧失 D．在微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换 C 将PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，应放在冰块上缓慢融化，这样才能不破坏缓冲液中稳定性较差的成分，同时保护酶的活性不被破坏 即学即练 PCR操作过程 1.下列有关体内DNA复制与PCR比较的叙述，错误的是(　　) A．二者子链的延伸方向相同，均为5′端→3′端 B．二者均需要解旋酶破坏氢键来实现解旋 C．体内DNA复制需要能量，PCR反应也需要能量 D．二者遵循的碱基互补配对方式相同 B PCR扩增中DNA双链解开不需要解旋酶，在高温条件下氢键断裂 即学即练 PCR与DNA复制的比较 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 资料:游离的DNA进入受体细胞，一般会直接被分解，即使可以转录翻译成蛋白质，游离的DNA片段也无法随着细胞分裂而进行复制，导致子代细胞中不再含有目的基因。 思考：通过PCR获取了足够量的猪的a-gal抗原基因后，能不能直接将它导入肿瘤细胞内? 不能，需要构建基因表达载体 思考：构建基因表达载体目的? 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 使目的基因能够表达和发挥作用 思考：表达载体的核心组件包含哪些结构呢？ 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 【任务二】阅读课本80页1-3段，结合图3-6，明确基因表达载体组成和过程。 1.载体还需要哪些结构？各个结构有什么作用？ 2.目的基因插入什么位置？目的基因插入位点是随意的吗？ 3.请文字和箭头表示基因表达载体的构建过程。 4.用一种DNA限制酶进行切割，是否只会得到一种重组DNA？如果不能，怎么改进？ 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 1.组成： 启动子： RNA聚合酶识别和结合的部位， 驱动转录。 终止子： 终止转录 标记基因： 目的基因： 复制原点： 鉴别或筛选含有重组DNA分子的受体细胞 DNA复制的起始位点。 载体的种类： 质粒（常用）、噬菌体、动植物病毒 思考：目的基因该插入什么位置？ 能控制表达所需要的特殊性状 情境串讲 二、基因表达载体的构建 1.组成： 思考：目的基因该插入什么位置？ 目的基因插入位点不是随意的：基因表达载体需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入 ，若目的基因插入启动子部位，启动子将失去原功能。 启动子和终止子之间的部位 诱导型启动子 诱导物 作用 激活或抑制 目的基因表达 诱导型启动子： ---基因工程的核心 拓展延伸 启动子的类型(根据转录模式分) ①组成型启动子 这类启动子一般来自管家基因，可连续不断地启动基因的表达。 ②组织特异性启动子 其调控作用使基因往往只在某些特定器官或组织中表达，且表现出发育调节的特性。 ③诱导型启动子。 当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。 标记基因的筛选原理 拓展延伸 思考:如何利用标记基因筛选重组DNA分子? 利用选择培养基 含氨苄青霉素抗性基因的载体 思考:在含有抗生素的培养基中筛选存活的受体细胞一定是导入目的基因的受体细胞吗? 不一定，因为仅导入载体的受体细胞也能在该培养基中存活 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 ______ _____ _______ _______ 位置 功能 ________________________________________________ ____________________________ _____________________ ________________________ DNA DNA mRNA mRNA RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来 翻译的起始信号(编码氨基酸) 翻译的结束信号(不编码氨基酸) 启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 载体 （质粒） DNA分子 （含目的基因） 限制酶处理 带有黏性末端或平末端的切口 带有相同黏性末端或平末端的目的基因片段 DNA连接酶 重组DNA分子（重组质粒） 同一种 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 2.过程： 载体 目的基因 自连 片段间的连接 目的基因自连 质粒自连 目的基因与质粒连接 目的基因与目的基因连接 质粒与质粒连接 正向连接 反向连接 1 1’ 2 2’ 1 2 2’ 1’ 2 2’ 1’ 1 思考：使用一种DNA限制酶进行切割，共有几种连接情况? 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 思考：如何防止目的基因和载体的自身环化以及目的基因的反向接入？ 双酶切，用两种限制酶来切割含有目的基因的DNA片段和质粒，得到两种末端 A C T A G A C G T T G C AGCTT A G CCTAG Bt基因 两种限制酶切（双酶切） 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 故实际应用中往往选择2种不同的限制酶分别切割，减少自连情况出现；应用标记基因对重组DNA进行筛选。 思考：限制酶的选择原则 如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SamⅠ。 所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 (1)不破坏目的基因原则： (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则： 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 通常选择与切割目的基因相同的限制酶切割质粒，如图中PstⅠ； 为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接（或为了保证目的基因和质粒发生定向连接）可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种不同的限制酶分别切割目的基因和质粒。 (3)确保出现相同黏性末端原则： 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 思考：限制酶的选择原则 思考:若目的基因两端无合适的限制酶切割位点怎么办? 情境串讲 二、基因表达载体的构建 ---基因工程的核心 限制酶识别序列应加在引物的5’端 1.某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是(　　) A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 酶切条件不合适通常会使切割效果下降，此时应有部分DNA被酶切 B 即学即练 基因表达载体的构建 59 【任务三】1.阅读课本80页第4段和81页，明确转化的概念、将目的基因转入受体细胞的方法。 1.转化的概念？ 2.总结将目的基因导入受体细胞的方法有哪些？ 各自适用于什么生物？ 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 目的基因进入受体细胞，并且在受体细胞内维持稳定并表达的过程，称为转化。 将目的基因导入植物细胞的方法 将目的基因导入动物细胞的方法 将目的基因导入微生物细胞的方法 转化的概念？ 常用的转化方法？ 将目的基因导入受体细胞的方法有哪些？ 阅读课本P80-81，归纳概括： 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。 将目的基因导入受体细胞的方法 将目的基因导入 植物细胞 将目的基因导入 动物细胞 将目的基因导入 微生物细胞 农杆菌转化法 花粉管通道法 ——显微注射法 ——Ca2+处理法 我国科学家独创 书本P80~P82 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 【任务三】2.试分析花粉管通道法的操作方法、实例和优缺点；阅读课本P81明确农杆菌转化法的特点、转化原理和转化过程以及显微注射法和Ca2+转化法的原理。 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 1.花粉管通道法的操作方法、实例和优缺点2.农杆菌的特点？农杆菌转化法的原理。 3.请文字和箭头表示农杆菌转化法的过程。 （1）花粉管通道法（我国科学家独创） 目的基因 目的基因 适用生物：开花植物 （一）方法： 1.将目的基因导入植物细胞 在植物授粉后一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴在花柱切面，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。 用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中； 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 （2）农杆菌转化法 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。 ①农杆菌特点： 易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力。 Ti质粒上的T-DNA可以转移到被侵染的受体细胞，并将其整合到该细胞染色体的DNA上。 ②原理： 实质是基因重组。 （一）方法： 1.将目的基因导入植物细胞 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 表现出新性状的植株 植物组织培养 第一次导入 第二次导入 第一次拼接 第二次拼接 将目的基因拼接到 Ti 质粒的 T-DNA上。 (非人工操作)是指含目的基因的 T-DNA 被拼接到受体细胞的染色体DNA上。 (非人工操作)含目的基因的 T-DNA 导入受体细胞。 将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌。 Ti质粒 T—DNA 目的基因 构建基因表达载体 重组 Ti质粒 转入农杆菌 导入植物细胞 农杆菌转化法 ③过程： （一）方法： 1.将目的基因导入植物细胞 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 （2）农杆菌转化法 2.将目的基因导入动物细胞 显微注射法 构建基因表达载体并提纯 利用显微注射法将基因表达载体注入动物的受精卵中 早期胚胎培养 胚胎移植（移植到同期发情的母畜子宫内） 获得具有新性状的动物 ①体积大，易操作； ②全能性高，易培养成完整个体。 （一）方法： 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 Ca2+ 处理大肠杆菌细胞，可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 Ca2+处理细胞 感受态细胞 表达载体与感受态细胞混合 感受态细胞吸收DNA分子 Ca2+ 处理法 过渡 3.将目的基因导入微生物细胞 （一）方法： 情境串讲 三、将目的基因导入受体细胞 【注意】原核生物作为受体细胞产生的真核生物的蛋白质通常没有生物活性，需要在体外进行再加工。 （因为没有内质网、高尔基体对蛋白质进一步加工。） 种类 项目 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法       受体细胞       转化 过程 农杆菌转化法 显微注射法 Ca2＋处理法 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 目的基因插入Ti质粒的T­DNA上→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA中→表达 目的基因表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→能吸收周围环境中DNA分子的生理状态细胞→重组的基因表达载体导入细胞中 小结：将目的基因导入受体细胞核心方法比较 Bt基因 mRNA Bt抗虫蛋白 害虫死亡 抗虫棉 1.只有一部分Bt基因能成功导入棉花细胞并表达Bt抗虫蛋白,这需要检测和鉴定才能知道,如何进行检测和鉴定呢? 2.请你回顾基因表达的过程,推测可以从哪些方面进行检测与鉴定。 3.培育转基因抗虫棉的最终目的就是要赋予棉花抗虫特性,怎样检测棉花是否具有抗虫特性呢? 【任务四】阅读课本82页，明确基因检测与鉴定的方式有哪几种？并对其进行详细分析。 情境串讲 四、目的基因的检测与鉴定 检测目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性 类型 检测内容 方法 分子水平的检测 个体生物学水平的鉴定 受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因 目的基因是否转录出了mRNA PCR等技术 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原-抗体杂交技术 个体是否具有相应性状 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等 （一）目的： （二）检测内容及方法： 情境串讲 四、目的基因的检测与鉴定 （1）基因是否插入染色体DNA PCR技术 转基因生物 提取DNA DNA作为模板 PCR操作 是否扩增出目的基因 电泳操作 M：marker；1-阳性质粒； 2：原始品系；3-9转Bt品系； 转Bt基因品系PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果 1.分子水平的检测 引物？ 情境串讲 四、目的基因的检测与鉴定 （二）检测内容及方法： ①PCR技术 （2）目的基因是否转录 转基因生物 PCR操作 是否扩增出目的基因 逆转录 cDNA 提取RNA mRNA作为模板 引物？ 电泳操作 情境串讲 四、目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测 （二）检测内容及方法： ②分子杂交技术 （2）目的基因是否转录 情境串讲 四、目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测 （二）检测内容及方法： 是一段带有检测标记（荧光或同位素标记），且顺序已知的，与目的基因能互补的核酸序列（DNA或RNA）。应是单链，若为双链，必须先行变性处理成单链。 基因探针 （3）目的基因是否翻译 抗原-抗体杂交技术 提取 Bt毒蛋白 注射小鼠体内 抗体 标记抗体 提取蛋白 电泳分离 抗原 抗体 杂交 脱分化 苏云金杆菌 情境串讲 四、目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测 （二）检测内容及方法： 抗原与抗体的特异性结合 2.个体水平的检测 情境串讲 四、目的基因的检测与鉴定 （二）检测内容及方法： —检测是否具有抗性以及抗性强度等 抗性检测： 功能活性比较： 基因工程产品与天然产品的功能活性比较 如：胰岛素注射到糖尿病模型小鼠 抗虫、抗病接种实验 没有抗虫基因的棉花植株 有抗虫基因的棉花植株 棉铃虫没有死亡 棉铃虫死亡 接种 棉铃虫 分子水平检测 个体生物学水平鉴定 1.检测目的基因是否插入受体细胞 2.检测目的基因是否转录出了mRNA PCR技术（或分子杂交技术） 3.检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗原— 抗体杂交技术 检测是否具有抗性（抗虫、抗病接种实验）以及抗性强度等 课堂小结 目的基因的检测与鉴定 基因工程的基本操作步骤 获取质粒、噬菌体等载体 筛选和获取目的基因 用限制酶切割载体和含有目的基因的DNA片段，然后用DNA连接酶连接，构建基因表达载体 将含有目的基因的表达载体导入受体细胞 检测和鉴定目的基因是否稳定维持和表达其遗传特性 1.目的基因的筛选和获取-前提 2.构建基因表达载体-核心 3.将目的基因导入受体细胞-关键 4.目的基因的检测与鉴定-保证 利用PCR获取和扩增 目的基因、启动子、 终止子、标记基因 农杆菌转化法(植物)、显微注射法(动物) 、Ca2+转化法(微生物); 分子检测：是否插入、转录、翻译 个体水平：是否具有抗性以及抗性强度等。 1．下图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述错误的是(　　) A．②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T-DNA整合到④的染色体DNA分子上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 C 染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性 即学即练 基因工程的基本操作程序 即学即练 基因工程的基本操作程序 2.为增加玉米抗旱性，研究者构建含有某微生物抗旱基因E的重组质粒，采用农杆菌转化法转入玉米幼胚组织细胞中，用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交检测后，进一步筛选出抗旱的转基因玉米。下列相关叙述错误的是(　　) A．提取该微生物的mRNA逆转录为cDNA，通过PCR获得大量目的基因 B．重组Ti质粒进入玉米幼胚组织细胞后表达出抗旱性状不可遗传，后代需再次导入重组Ti质粒 C．用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞后，可经组织培养获得转基因植株 D．用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交，可在分子水平检测转基因玉米的抗旱性状 B 重组Ti质粒进入玉米幼胚组织细胞后会将E基因整合到染色体DNA上，并通过细胞增殖遗传给后代，无需再次导入 即学即练 基因工程的基本操作程序 5．(2024·黑吉辽选择考)将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒(辅助T­DNA转移)和不含有Vir基因、含有T­DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。 注：F1—F3，R1—R3表示引物；T­DNA­LB表示左边界；T­DNA­RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。 即学即练 基因工程的基本操作程序 (1)从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是________________________________________________________________________。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是________________________________________________________。 (2)本操作中获取目的基因的方法是____________和____________________。 (3)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是________________________________，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是____________________________。 (4)根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用____________________________基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。 水解蛋白质，去除与DNA结合的蛋白质　 溶解蛋白质，更好地析出DNA 人工合成 利用PCR扩增 RNA聚合酶识别和结合的部位 提高目的基因转录的效率 潮霉素B抗性(HygBR) 即学即练 基因工程的基本操作程序 (5)为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是________和________。 (6)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是________(单选)。 A．通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞 B．将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达 C．将1—1 362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列 D．用1—1 362合成基因序列和1 363—1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白 F3　 R2 D 蛋白质工程是改造或合成基因，而不直接改造蛋白质，本研究中用1—1 362合成基因序列和1 363—1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白，这部分生物技术属于蛋白质工程 即学即练 基因工程的基本操作程序 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 1.实验原理 (1)PCR在体外进行DNA片段的扩增原理 PCR利用了_________________和________________的原理。 DNA的热变性原理 DNA半保留复制 (2)DNA片段电泳鉴定的原理 DNA分子具有____________，在一定的____下，这些基团可以带上______________，在_________的作用下，这些___________会向着__________________的电极移动，这个过程就是_____。 可解离的基团 pH 正电荷或负电荷 带电分子 电泳 与它所带电荷相反 电场 在凝胶中DNA分子的迁移速率与___________、_______________和_____等有关。 凝胶中的DNA分子通过_____，可以在波长为______的________下被检测出来。 凝胶的浓度 染色 300nm 紫外灯 DNA分子的大小 构象 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 (1)试剂 ①4种脱氧核苷酸等量混合液、2种引物、TaqDNA聚合酶、模板DNA、扩增缓冲液、无菌水。 2.材料用具 ③PCR反应体系的配方(见教材) ②电泳缓冲液、凝胶载样缓冲液、琼脂糖和核酸染料等。 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 ①PCR仪 （自动控温，实现DNA的扩增） ②微量离心管 （实际上是进行PCR反应的场所） ③微量移液器 （用于向微量离心管转移PCR配方中的液体） ④一次性吸液枪头（微量移液器吸取一种试剂更换一次枪头） ⑤电泳装置（包括电泳仪、电泳槽等） 2.材料用具 (1)用具 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 (1)DNA片段扩增的具体过程 3.实验步骤 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 (1)DNA片段扩增的具体过程 移液 用微量移液器按照PCR反应体系配方或PCR试剂盒的说明书，在微量离心管中依次加入各组分。 离心 待所有组分都加入后，盖严离心管的盖子，将微量离心管放入离心机里，离心约10s，使反应液集中在离心管的底部（提高反应速率）。 反应 参照下表的参数，设置好PCR仪的循环程序。将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应。 3.实验步骤 循环程序 变性 复性 延伸 预变性 94℃,5min / / 30次 94℃,30s 55℃,30s 72℃,1min 最后一次 94℃,1min 55℃,30s 72℃,1min 预变性：使DNA充分变性，以利于引物更好地和模板结合。 可根据目的片段长度适当调整延伸时间。 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 (1)DNA片段扩增的具体过程 3.实验步骤 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 (2)PCR扩增产物电泳鉴定的具体过程 3.实验步骤 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 (2)PCR扩增产物电泳鉴定的具体过程 3.实验步骤 配制琼脂糖溶液 根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比0.8%～1.2%的琼脂糖溶液。在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化。稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀 制备凝胶 将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜 加样 将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物 电泳 接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1～5V/cm。待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 观察记录 取出凝胶置于紫外灯下观察和照相 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 (2)PCR扩增产物电泳鉴定的具体过程 3.实验步骤 4.注意事项 05 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 1.为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 2.该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在-20℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 3.在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换。 4.在进行操作时，一定要戴好一次性手套。 5.PCR扩增不能随意加大试剂用量。 DNA片段的扩增及电泳鉴定 探究•实践 你是否成功扩增出DNA片段？判断的依据是什么？ 以在紫外灯下直接观察到DNA条带的分布及粗细程度来评价扩增的结果。进行电泳鉴定的结果应该是一条条带。 该片段大小约为750bp 你进行电泳鉴定的结果是几条条带？如果不止一条条带，请分析产生这个结果的可能原因。 ①如果扩增不成功，可能的原因有： 漏加了PCR的反应成分，各反应成分的用量不当，PCR程序设置不当等。 ②如果扩增结果不止一条条带，可能的原因有： 引物设计不合理，它们与非目的序列有同源性或容易形成二聚体；复性温度过低；DNA聚合酶的质量不好；模板DNA出现污染；Mg2＋浓度过高等。 5.实验结果及分析评价 1．(2024·黑吉辽选择考)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是(　　) A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来 在电泳过程中，凝胶载样缓冲液中的指示剂不会与DNA结合，而是随着电流的通过而移动，可用于确定样品的迁移方向和距离，但不能指示DNA分子的具体位置 A 在同一电场作用下，DNA片段越长，即DNA相对分子质量越大，迁移速率越慢 琼脂糖凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，紫光灯下不可以。 即学即练 DNA片段的扩增及电泳鉴定 95 2.(2024·湖南选择考改编)最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP)，子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP)，继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．上述PCR反应体系中需加入两种引物 B．电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C．5′—CTACCCGTGAT—3′为对照个体的一段序列 D．患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 利用双脱氧测序法时，PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物 C 电泳时产物的片段越大，迁移速率越慢 对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T 即学即练 DNA片段的扩增及电泳鉴定 96 操作程序 目的基因的筛选与获取 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 PCR、人工合成、从基因文库中获取 启动子（目的基因上游）、终止子（目的基因下游） 标记基因、复制原点、目的基因 植物细胞：花粉鉴定法、农杆菌转化法 动物细胞：显微注射到受精卵 微生物：钙离子处理感受态 分子水平检测 个体生物水平 本节小结 基因工程的基本操作程序 1.下列有关PCR技术的说法，不正确的是(　　) A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术 B．PCR技术的原理是DNA双链复制 C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知的目的基因的核苷酸序列 D．PCR扩增中需要解旋酶解开双链DNA 课堂练习 能力提升 2.在核酸分子杂交技术中,常常使用已知序列的单链核酸片段作为探针(探针是指以放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记的已知核苷酸序列的核酸片段)。为了获得B链作探针,可应用PCR技术进行扩增,应选择的引物种类是(　　) A.引物1与引物2 B.引物3与引物4 C.引物2与引物3 D.引物1与引物4 课堂练习 能力提升 3. 利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增,下列有关“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,错误的是 (　　) A.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理 B.PCR利用了DNA的热变性原理 C.PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后,迅速融化 D.在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换 课堂练习 能力提升 4.下列哪一种方法不能用于检测目的基因是否成功导入或表达 A.在显微镜下直接观察受体细胞中是否含有目的基因 B.通过PCR等技术检测受体细胞的DNA分子上是否含有目的基因 C.提取受体细胞合成的相应蛋白质，利用抗原—抗体特异性反应进行检测 D.抗虫基因导入植物细胞后，检测植物是否具有抗虫特性 课堂练习 能力提升 5.科学家将人的生长激素基因与某种细菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达(如图)。下列相关叙述错误的是（ ） A.过程①合成人生长激素基因的过程 需要用到逆转录酶 B.过程③是将重组质粒溶于缓冲液后 与经Ca2＋处理的细菌B混合 C.成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长 D.可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达 课堂练习 能力提升 6．菊花是一种双子叶植物，易感桃蚜。桃蚜不但直接影响植物生长，还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述错误的是(　　) A．受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞 B．将目的基因GNA插入到Ti质粒的T­DNA上构建表达载体 C．菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞 D．应用抗虫接种实验，检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度 课堂练习 能力提升 7.下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图（其中ampr为抗氨苄青霉素基因）。下列叙述错误的是（　　） A．④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选 B．可同时选用限制酶PstI、SmaI对含目的基因的DNA进行剪切 C．过程②可采用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞 D．质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达 课堂练习 能力提升 8.下列有关电泳的叙述，不正确的是（ ） A.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程 B.待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率 C.进行电泳时，带电分子会向着与其所带电荷相同的电极移动 D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定 课堂练习 能力提升 9.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱，其中1号为DNA标准样液(Marker)，10号为蒸馏水，PCR时加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析，不合理的是 A.PCR产物的分子大小在250～500 bp 之间 B.3号样品为不含目的基因的载体DNA C.9号样品对应植株不是所需的转基因植株 D.10号确定反应体系等对结果没有干扰 课堂练习 能力提升 10.为优化目的基因(700 bp)的PCR条件，研究者设计不同的复性温度进行实验，产物的琼脂糖凝胶电泳结果如下图。据图分析，下列表述错误的是 A.对照组可用无菌蒸馏水代替模板， 其他成分相同 B.电泳条带的宽度、亮度与扩增产物 大小呈正相关 C.复性温度的高低会影响PCR扩增产物的纯度 D.58 ℃是本实验中扩增该基因的最佳复性温度 课堂练习 能力提升 11.（2021·全国甲卷·高考真题）PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作： ①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA； ③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题： （1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是_________（用数字序号表示）。（2）操作③中使用的酶是____________________________。PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、_____三步，其中复性的结果是________________________________________。（3）PCR（多聚酶链式反应）技术是指________________________________________________________________________________________________________________________________。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。 一项根据DNA半保留复制的原理，在体外参与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 ④②③① Taq酶(耐高温的DNA聚合酶） 延伸 引物通过碱基互补配对与单链DNA结合 课堂练习 能力提升 人教版选择性必修3 感谢观看！ Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 $