第3章 第2节 第1课时 目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版 多选版）

第1课时　目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建

学习目标

知识点一　目的基因的筛选与获取

1.筛选合适的目的基因

（1）目的基因：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　等的基因称为目的基因。目的基因主要是指　编码蛋白质　的基因，如与生物抗逆性、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。

（2）筛选合适的目的基因的方法：从相关的已知　结构和功能清晰　的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。

2.获取目的基因的方法

3.利用PCR获取和扩增目的基因

（1）PCR概念：是　聚合酶链式反应　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。

（2）PCR反应的条件

（3）PCR扩增的过程

①过程Ⅰ为　变性　，该阶段的温度为　90 ℃　以上，目的是使双链DNA解聚为　单链　。

②过程Ⅱ为　复性　，该阶段的温度为　50 ℃　左右，两种引物通过　碱基互补配对　与两条单链DNA结合。

③过程Ⅲ为　延伸　，该阶段的温度为　72 ℃　左右，该过程需要在耐高温的　DNA聚合酶　的催化下，利用　4种脱氧核苷酸　为原料，根据碱基互补配对原则从子链的　3'　端延伸合成新的子链DNA。

④重复循环多次。

（4）结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即呈　指数　形式扩增（约为2n）。

（5）仪器：　PCR扩增仪　（PCR仪）。

（6）PCR产物的鉴定：常采用　琼脂糖凝胶电泳　来鉴定。

【微思考】　为什么在PCR技术中延伸时需要加入两种引物？

提示：DNA是反向平行的双链，DNA聚合酶只能从引物3'端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增。

（教材P77“相关信息”）（1）Bt抗虫蛋白的抗虫原理是什么？

提示：当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。

（2）为什么Bt抗虫蛋白不会对人畜产生危害？

提示：Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性受体。

（1）目的基因一定是编码蛋白质的基因。（　×　）

提示：目的基因包括编码蛋白质的基因和调控基因。

（2）DNA聚合酶能够从引物的5'端开始连接脱氧核苷酸。（　×　）

提示：DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。

（3）PCR过程不需要解旋酶。（　√　）

（4）PCR技术中，DNA模板链上碱基G和C的比例越高，DNA变性解链的温度就越高。（　√　）

探究｜分析PCR扩增技术的原理和过程

聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，如图为PCR扩增中第一轮的变化，结合所学知识回答：

（1）结合下图分析PCR过程中为什么需要引物？