2017-2018学年高二生物浙科选修3课件+教师用书:第1章-第2节基因工程的原理和技术 （2份打包）

课前自主导学 课堂互动探究 当堂双基达标 课后知能检测 第二节基因工程的原理和技术 课　标　解　读 重　点　难　点 1.简述基因工程的原理。 2.描述基因工程的基本步骤。 3.举例说明筛选含有目的基因的受体细胞的原理。 基因工程的原理及基因工程的基本操作步骤。(重难点) 基因工程的基本原理 目的基因 宿主 让人们感兴趣的基因(即 )在 细胞中稳定和高效地表达。 基因工程的操作步骤 基因文库 化学方法 PCR 1.获取目的基因 (1)目的基因的种类 抗虫基因、抗病基因、抗除草剂基因、人胰岛素基因和人干扰素基因等。 (2)①目的基因碱基序列已知时： a．用 合成目的基因。 b．用聚合酶链式反应( )扩增。 ②目的基因碱基序列未知时： 从 中获取。 2．形成重组DNA分子(如图) 粘性末端 重组 同一种 据上图填充以下相关内容： 1．表述图示重组载体中的ampR(标记基因)有何作用？ 【提示】　筛选、鉴定人乳铁蛋白基因是否导入受体细胞。 细胞壁 复制 3．将重组DNA分子导入受体细胞(如图) 若上图中受体细胞为大肠杆菌，则导入过程的流程图为： 　　　受体细胞：大肠杆菌 　　　　　↓氯化钙 　　　 的通透性增大 　　　　　↓ 　　　重组质粒导入受体细胞 　　　　　↓ 　　　目的基因随着受体细胞的繁殖而 含目的基因 mRNA 4．筛选含有目的基因的受体细胞 利用载体上的标记基因进行筛选。如质粒上含有四环素抗性基因，可把受体细胞接种在含四环素的培养基上筛选，以获取 的受体细胞。 5．目的基因的表达 目的基因(如胰岛素基因) eq \o(――→,\s\up14(\O(转录)))eq \O( )eq \o(――→,\s\up14(\O(翻译)))相应蛋白质(如胰岛素原eq \o(――→,\s\up14(加工))生物活性的胰岛素)。 2．基因工程中限制性核酸内切酶与DNA连接酶的作用场所是生物体内还是体外？ 【提示】　在生物体外。 1．用PCR扩增目的基因时，目的基因的序列可以是未知的。(×) 【提示】　目的基因的序列应是已知的。 2．构建重组DNA分子时，只需限制性核酸内切酶即可完成重组过程。(×) 【提示】　还需DNA连接酶等工具。 3．基因工程中的宿主细胞可以是植物细胞、动物细胞或微生物细胞。(√) 4．抗虫棉的抗虫基因是否表达可用害虫感染抗虫棉进行检测。(√) 5．CaCl2处理大肠杆菌，可使其细胞膜的通透性增加。(×) 【提示】　增加其细胞壁的通透性。 目的基因的获取途径及重组DNA分子的构建 【问题导思】 ①目的基因的获取方法有哪几种？ ②PCR扩增技术与DNA复制有何区别？ ③重组DNA分子重要组成部分有哪些？ 1．获取目的基因方法 (1)从基因文库中获取目的基因 基因文库是指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。 (2)人工合成目的基因 ①目的基因转录成的信使RNA通过逆转录合成单链DNA，再按碱基互补配对合成双链DNA(目的基因)。 ②根据蛋白质中氨基酸序列推测信使RNA的碱基序列，再推测DNA碱基序列，最后通过DNA合成仪人工合成出目的基因。由于一种氨基酸可对应一种或多种密码子，因此根据蛋白质中已知的氨基酸序列合成出的目的基因可能有多种，但并不影响目的基因表达的产物。 (3)利用PCR技术扩增目的基因 ①原理：DNA双链复制。 ②扩增过程：目的基因DNA受热→变性解旋为单链→引物与单链相应互补序列结合→在Taq DNA聚合酶作用下延伸→形成新的DNA分子→循环重复以指数形式扩增。 2．PCR技术与生物体内DNA复制的比较 项目 PCR技术 DNA复制 相 同 点 原理 DNA双链复制(碱基互补配对) 原料 四种游离的脱氧核苷酸 条件 模板、ATP、酶等 不 同 点 解旋方式 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化 场所 体外复制 主要在细胞核内 酶 热稳定的DNA聚合酶 细胞内含有的DNA聚合酶 温度条件 需控制温度，在较高温度下进行 细胞内温和条件 结果 在短时间内形成大量的DNA片段 形成整个DNA分子 3.重组DNA分子的构建 (1)构建重组DNA的目的：使目的基因在受体细胞内稳定存在，并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)构建方法(以质粒为例)：用同一种限制性核酸内切酶分别切割质粒和目的基因，使其产生相同的粘性末端，加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。 (3)图例 用同一种限制性核酸内切酶(单酶切)分别切