高一生物 基因工程操作的基本程序精华学案

1、基因工程操作的基本程序活 动 单【课前预习】1简述基因工程基本操作的四个步骤。2简述目的基因的获得、运载体的构建、目的基因的导入与检测等常用的方法及其基本原理。【活动方案】活动1 结合基因操作的基本程序，简要说出上述事件是基因工程诞生理论基础的理由。年份重大事件1944Avery等证明DNA是遗传物质。1952Alfred Hershy和Marsha Chase证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。1953James D. Watson和Francis H. C. Crick揭示了DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机制（1962年Nobel生理或医学奖）。1957Crick又提出了遗传信息传递的“

2、中心法则”（1968年Nobel生理或医学奖）。1970H.O. Smith等分离出第一种限制性核酸内切酶（1978年Nobel生理或医学奖）1972Paul Berg小组完成了首次体外重组实验（1980年Nobel化学奖）。1973斯坦福大学的S. Cohen小组将含有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌R6-5质粒与含有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒pSC101连接成重组质粒，具有双重抗药性。1975F. Sanger、A. Maxam和W. Gilbert发明了DNA快速测序技术（1986 Nobel生理或医学奖）。1980科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。1983科学家首次培育

3、出世界第一个转基因植物转基因烟草。1983PCR技术问世（1988年发现TaqDNA聚合酶）（1993年Nobel化学奖）。活动2 体验基因文库的构建过程 解读下列关于表示基因文库的构建过程简图及相关限制酶的识别序列及酶切位点。 （1）对照图解思考，什么是基因文库？基因文库有哪些类型？比较基因组文库和cDNA文库构建的不同点。（2）下列是有关限限酶的识别序列及酶切位点，思考：理论上，基因组DNA中多少个核苷酸对会出现一个BamH的酶切位点？多少个核苷酸对会出现一个Sau3A的酶切位点？你能理解“部分消化”吗？可以通过什么方式达到“获得大小适宜DNA片断”的目的？（3）总结基因组文库的构建过程。

4、活动3 体验基因表达载体的构建过程组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。阅读天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制性内切酶作用位点），思考回答。（1）构建基因表达载体的目的是什么？改造天然质粒，构建理想载体的内容有哪些？（2）根据相关信息，判断人工改造时应用何种限制酶处理？除此之外，还需要作哪些改造？（3）应如何筛选成功导入抗虫基因的水稻胚细胞？【及时巩固】已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如

5、下：选择性扩增提取SARS病毒RNADNAS基因携带S基因的重组表达载体A携带S基因的重组表达载体B导入大肠杆菌导入培养动物细胞原核细胞表达的S蛋白真核细胞表达的S蛋白（1）实验步骤所代表的反应过程是_。（2）步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性内切酶和_酶，后者的作用是将限制性内切酶切割的_和_连接起来。（3）如果省略步骤而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能_，不能_。（4）为了检验步骤所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用_与_进行抗原抗体特异性反应实验，从而得出结论。（5）步骤和的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白氨基酸序列_（相同，不同），根本原因是_。答案：（1）逆转录 （2）DNA连接