1、基因工程的基本原理學案張建尚/江蘇【學習目標】站得高一一明確學習目標。1.簡述DNA重組技術所需的三種基本工具。2.認同基因工程的誕生和發展離不開理論研究和技術創新。3.簡述基因工程原理及基本操作程序。4.嘗試設計某一轉基因生物的研制過程。【重點和難點】重點：1.DNA重組技術所需的三種基本工具的作用。2.基因工程基本操作程序的四個步驟。難點：1.基因工程載體需要具備的條件。2.從基因文庫中獲取目的基因和利用PCR技術擴增目的基因。【學法提示】1.聯系DNA分子的結構，理解限制酶、DNA連接酶和載體的作用及特點，準確畫出限制酶切割產生的末端；通過比較掌握DNA連接酶和DNA聚合酶的作用特點。2

2、.聯系DNA復制、基因表達過程，理解PCF過程、基因表達載體的構建和目的基因的檢測與鑒定。【課前預習】起步穩一一知識源于生活。1.基因工程中使用的“分子手術刀”是_,它能夠識別的某種_ ,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核昔酸之間的斷開，從而使DNA DNA片段產 末端或末端；基因工程中使用的“分子縫合針”是,其作用是將“縫合”起來，恢復被限制酶切開了的基因進入受體細胞的載體被稱為“”，常用的載體有(11)等。2.作為載體DNA必須具備的特點有具有一個至多個,供外源DNA片段插入其中；攜帶外源DNA進入受體細胞后,停留在細胞中進行,或者整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進行。具有特殊的,供重組

3、DNA的：載體DNA必須是安全的。3.基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟:*、和O4.獲取目的基因的方法有以下兒種：、.。基因表達載體的構建是基因工程的，一個基因表達載體的組成除了 夕卜，還必須有 、及等。其中是RNA聚合酶識別和結合的部位。5.將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是 ，是轉基因動物中釆用最多，也是最為有效的一種將目的基因導入動物細胞的方法。轉化大腸桿菌細胞時要先用處理細胞，使其成為細胞。用 _ _ 方法可以檢測轉基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，用 _ _ 方法可以檢測目的基因是否轉錄出了mRNA用方法可以檢測目的基因是否翻譯成蛋白質。除了上述分子檢測外，有的還

4、需要進行 _ _的鑒定。答案1.限制性核酸內切酶(限制酶)雙鏈DNA特定核昔酸序列磷酸二酯鍵黏性末端平DNA連接酶雙鏈DNA片段磷酸二酯鍵分子運輸車1質粒、入噬菌體的衍生物和動植物病毒2. 限制酶切割位點自我復制同步復制遺傳標記基因鑒定和選擇3.目的基因的獲取基因表達載體的構建將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測與鑒定4.從基因文庫中獲取目的基因利用PCR技術擴增目的基因通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成核心目的基因啟動子終止子標記基因啟動子5.農桿菌轉化法顯微注射法CJ*感受態細胞DNA分子雜交分子雜交技術抗原-抗體雜交個體生物學水平【課堂探究】走得歡一一探索成長快樂。、DNA重組技術的

5、基本工具1.分析回答下列問題：(1)從噬菌體侵染細菌的實驗來看，細菌等原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但這類原核生物沒有絕滅，其保護機制是_ _o(2) _限制酶不能任意切割DNA分子的原因是_ 1丿_。(3)己知限制性內切酶I的識別序列和切點是-GGATCC-逍畫出該酶切割GGATCC所(1)為什么不能把單獨的DNA片段直接導入受體細胞？ _。如果選擇的載體沒有限制酶切割位點，能否制作出重組DNA。(2)能否選用從霍亂弧菌中分離出來的質粒做載體？(3)我們用肉眼不能直接觀察到載體進入受體細胞，那如何鑒定呢？二、基因工程的基本操作程序完成基因工程的基本操作流程圖，并回答問題限制酶切割、

6、|一定大小范圍DNA基因文庫包括基因組文庫c2.比較:DNA連接酶DNA聚合酶作用對象連接DNA:連接DNA產生的黏性末端。導入受體細胞得到轉基因生物PCR1 nc, G A C G T C3a和之Illia13*b（4）為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成功,既要用放射性同位素標記的2 ）基因槍法（花粉管通道法）（3）其合成的產物EcoRI目的基因一載體連接物；載體-載體連接物；目的基因-目的基因連接物；分離純化（2）載體- 載體連接物；目的基因一載體連接物、載體一載體連接物（3）啟動子；mRNA （4） EcoRI和BamHI解析（1）目的基因的DNA與質粒表達載體分別用EcoRI酶切后產生的

7、黏性末端相同，此時在DNA連接酶的作用下會產生自身環化或形成串聯寡聚物，由于題中求的是“兩個DNA片段之間連接形成的產物”，可排除自身環化這一情況，得到目的基因與目的基因、目的基因與質粒表達載體、質粒表達載體與質粒表達載體三種連接物。（2）由于質粒上的抗四環素基因被EcoRI切斷失去作用，所以目的基因一載體連接物和目的基因-目的基因連接物也就失去抗四環素的作用，只有載體一載體連接物修復了抗四環素基因，使受體細胞（原核宿主細胞）能夠在含四環素的培養基上正常生長。EcoRI沒有破壞抗青霉素基因，所以導入基因一載體連接物和載體一載體連接物的原核宿主細胞能夠在含有青霉素的培養基上正常生長。（3）如果用EcoRI、BamHI兩種限制酶同時處理目的基因的DNA和質粒表達載體，分離出的目的基因和質粒表達載體各自具有兩個不同的黏性末端，而對于目的基因和質粒表達載體來說兩者的黏性末端是一致的，在DNA連接酶作用下它們相互聯結，使相匹配的切點相互補，而不至于發生自身環化產生定向重組體。f4）如果用EcoRE BamHI兩種限制酶同時處理