江苏省淮安中学高三生物总复习 142基因工程的基本操作程序学案.doc

专题1：基因工程12 基因工程的基本操作程序【基础知识】填写基因工程的基本操作流程图：一、目的基因主要是指，例如与生物抗逆性相关的基因；与相关的基因；与生物药物和相关的基因；与相关的基因，以及与工业所需酶相关的基因等，也可以是一些具有的因子。二、目前常用获取目的基因的方法：从中获取目的基因基因文库是指含有的受体菌的群体，各个受体菌分别含有这种生物的基因。说明：基因组文库含有一种生物的全部基因，而cdna文库指含有一种生物的部分基因，二者都是基因文库。区别在于启动子、终止子、内含子和外显子的有无。（阅读p10页的资料卡）思考：、为什么要构建基因文库？直接从含有目的基因的生物体内提取不行吗？、如何从基因文库中得到我们所需要的目的基因呢？利用pcr技术扩增目的基因pcr技术原理：dna复制仪器：pcr扩增仪过程：目的基因dna受热（以上）后解旋为单链，称为；引物与单链相应互补序列结合，称为；然后在dna聚合酶作用下进行延伸（按的方向），如此重复循环多次。pcr扩增条件：、_、_、_和_ 等 。结果：产生大量目的基因2n个，即成形式扩增。获取目的基因的其他方法：a从供体细胞直接获取鸟枪法；b利用mrna反转录形成cdna；需用特殊的逆转录酶。c人工合成：适用于基因比较小，又已知的；所用的仪器是。三、表达载体的组成：_+_+_ + 标记基因 + 复制原点。、启动子是_，位于基因的_，它是_的部位。作用：有了它才能_，最终获得_。、终止子也是一段_，位于基因的_；作用：_、标记基因：载体上具有的一些特殊的抗性基因，如抗生素抗性基因等；作用：鉴别受体细胞中_，即检验目的基因导入是否成功，从而将_目的基因的细胞筛选出来。方法：通过载体上的标记基因进行检测。如标记基因为抗青霉素基因，则将导入后的受体细胞转移到含有_的培养基上，能存活的证明导入成功，未导入的细胞会被杀死。注意：载体与表达载体的区别：二者都有标记基因和复制原点两部分dna片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构；构建基因表达载体是整个基因工程中的核心步骤。用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到dna连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键；由于受体细胞的不同，导入细胞的方式不同，构建的方法也可以不同。请画出基因表达载体模式图并不同颜色笔注明各部件名称： 四 将目的基因导人植物细胞的方法(三种)：、_，目前使用最多（约%）的方法，因为这种方法比较_和_。生活在土壤中的农杆菌，能在自然条件下感染_和_，而对大多数的_没有感染能力。转化：_进入受体细胞内，并且在受体细胞内_和_的过程。、_，常用在_植物的基因转化中，但成本较高。、_：使目的基因借助_进入受体细胞，如我国的转基因抗虫棉的获得，这是一种十分_的方法。五、导入动物细胞的常用方法是_，需用的仪器是_。基本的操作程序：首先将含有_的表达载体提纯，并使dna浓度保持在_；然后从雌性动物体内取出_（卵可以在_受精，也可以在_受精），采用显微注射仪进入_，再将注射了_的受精卵经胚胎早期培养一段时间后（一般到_或_时期），再移植到雌性动物的_或_内，使其发育成为具有_的动物。六、导入微生物细胞的优点(或原因)是_。大肠杆菌最常用的转化方法：首先用_处理细胞，使细胞处于一种_的生理状态，这种细胞称为_。第二步是将_溶于_中与_混合，在一定的温度下促进细胞吸收dna分子，完成转化。七、 目的基因的检测 八、目的基因的表达 目的基因进入受体细胞属于遗传信息的传递过程，如_；目的基因的表达过程经_、_两个阶段。【重点知识】1基因文库中不是直接保管相应基因，而是保存受体菌，菌中含基因2启动子、终止子对于目的基因表达必不可少3目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体的方式携带进去4表达的含义：控制合成相应的蛋白质 提醒 只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基配对。操作工具有三种，但工具酶只有两种；限制酶操作步骤第1、2步中用到而且要求用同一种，目的是产生相同的黏性末端；dna连接酶只在第2步中用；第2步中共用到两种酶。 注意标记基因和目的基因的区别；载体和表达载体的区别。dna连接酶和dna聚合酶的区别与联系：二者都是作用于磷酸二酯键，与氢键形成无关。dna连接酶在两个dna片段之间形成磷酸二酯键，而且把双链上两个缺口同时连接：而dna聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，且在单链上进行操作。【典型例题】例1：(08海南) 图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶ecori、bamhi的酶切位点，ampr为青霉素抗性基因，tctr为四环素抗性基因，p为启动因子，t为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括ecori、bamhi在内的多种酶的酶切位点。（1）将含有目的基因的dna与质粒表达载体分别用ecori酶切，酶切产物用dna连接酶进行连接后，其中由两个dna片段之间连接形成的产物有 、 、 三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行 。（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 。（3）目的基因表达时，rna聚合酶识别和结合的位点是 ，其合成的产物是 。（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶时 。例2：下列是四种限制酶切割形成的8个末端，你是否能用dna连接酶将它们连接起来?（请把连接好的dna画在下边的空白处）、 、 、 、例3 (08江苏)将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。请根据以上图表回答下列问题。（1）在采用常规pcr方法扩增目的基因的过程中，使用的dna聚合酶不同于一般生物体内的dna聚合酶，其最主要的特点是 。（2）pcr过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？_。（3）图1步骤所用的dna连接酶对所连接的dna两端碱基序列是否有专一性要求？ 。（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤转基因所用的细菌b通常为 。（5）对符合设计要求的重组质粒t进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。采用ecor和pst酶切，得到_种dna片断。采用ecor和sma酶切，得到_种dna片断。例：下图是将人的生长激素基因导入细菌b细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒a。已知细菌b细胞内不含质粒a，也不含质粒a上的基因，质粒a导入细菌b后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：(1)人工获得目的基因的途径一般有哪两条? (2)如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒(重组dna分子)? (3)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高。导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒a，只有少数导入的是重组质粒。此处可通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒a或重组质粒：将得