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苏教版选修三1.1基因工程概述教案(2)

(2)原理:PCF是利用双链DNA复制的原理,将基因的核苷酸序列不断地加以复制,使其数量呈指数方式增加。

利用PCR技术扩增目的基因的前提,是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。

(3 )过程:目的基因DNA受热变性后解旋形成DNA单链,引物与单链相应互补序列结合,然后在DNA聚合酶作用下进行延伸,如此重复循环多次。

教3•此外,如果基因片段比较小,核苷酸序列又已知,也可以利用DNA合成仪用
化学方法直接人工合成。

二、基因表达载体(重组DNA分子或重组质粒)的构建:
【讲述】基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。

其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,冋时使目的基因能够表达和发挥作用。


fl 表达建体
n 越止子
墓固黑这IS悴樓衣as思考2 :
【拓展】一个基因表达载体的组成,除了目的基因夕卜,还必须有启动子、终止阅读课本第12页
子以及标记基因等。

图1 —4,讨论如何将启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首段,它是RNA聚合酶
识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA最终获得所需要的蛋白
目的基因与载体构建
成重组DNA分子?
过质。

终止子相当于一盏红色信号灯,使转录在需要的地方停止下来。

终止子位于基因的末端,也是一段有特殊结构的DNA片段。

标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。

学生活动:
【分析】构建重组DNA分子的方法是用冋种限制酶分别切割目的基因与载体,
阅读课本第13页图1 —6,总结土壤农
程使它们露岀的黏性末端通过碱基互补配对而黏合起来,再用DNA连接酶将两个杆菌转化法的过程。

DNA片段缝合起来。

三、将目的基因导入受体细胞:
1.将目的基因导入植物细胞:一般采用农杆菌转化法。

其操作的方法是将目的思考3:
基因插入到土壤农杆菌的Ti质粒的T —DNA上,通过农杆菌的转化作用,使在将目的基因导目的基因进入植物细胞,并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上,使目的基入动物细胞时,一般因的遗传特性得以稳定维持和表达(如图所示)。

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为受体细胞?
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【拓展】
2•将目的基因
导入动
物细胞:一般采用
显微注射技术。

常用的动物细胞为 受精
卵。

再将注射了目的基因的受精卵,经胚胎早期培养一段时间后,再移植到雌 性动物的输卵管或子宫内,使其发育成为具有新性状的动物。

3•将目的基因导入微生物细胞:
(1) 早期基因工程操作一般都采用细菌等原核细胞作为受体细胞, 其主要原因 是什
么?
【分析】原核生物具有 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 等,因此,早
期的基因工程操作都用原核生物作为受体细胞, 其中以大肠杆菌应用最为广泛。

(2) 在将目的基因导入到细菌细胞时,一般要用
CaCl2处理,为什么?
【分析】用Ca 2+
处理细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA 分子的生 理状态,这种细胞称为感受态细胞,在一定温度下更易吸收重组
DNA 分子。

四、目的基因的检测与鉴定:
【拓展】
过 1 •分子水平的检测:
(1) 检测转基因生物染色体的 DNA 分子上是否插入了目的基因, 要采用DNA 分
子杂交技术。

即将转基因生物的基因组
DNA 提取出来,在含有目的基因的
DNA
片段上用放射性同位素标记,以此作为探针,使探针与基因组 DNA 杂交,如果
显示出杂交带,就表明目的基因已插入染色体
DNA 中。

(2) 检测目的基因是否转录出 mRNA ,要采用DNA — RNA 分子杂交技术。

与 上述方法不同的是从转基因生物中提取的是
mRNA ,同样用标记的目的基因作
程 探针,与mRNA 杂交,如果显示出杂交带,则表明目的基因转录出了 mRNA 。

(3) 检测目的基因是否翻译出蛋白质,要进行抗原一抗体杂交。

是指从转基因 生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原一抗体杂交,若有杂交带出现,表 明目的基因已形成蛋白质产品。

2•个体水平的鉴定:例如,一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后,是否 赋予了植物抗虫或抗病
特性,需要做抗虫或抗病的接种实验,以确定是否具有 抗性以及抗性的程度。

【分析】做抗虫的接种实验,也就是让害虫吃棉花的叶片,观察害虫是否死亡。

【课堂总结】
学生回答:
原核生物繁殖速 度快。

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DNA 分子杂交的原理 就
是碱基互补配对原 则。

思考4:
如何鉴定一个抗 虫或抗病基因导入棉 花细胞后,是否赋予 了棉花抗虫或抗病的 特性?
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教学 反思 目的基因导入爱恨H 胞 巨刃基因的验测与鉴定。

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