高中生物第4章基因工程第2节基因工程的操作程序第1课时目的基因的获得基因表达载体的构建同备课课件北师大版选修3.pptVIP

第1课时　目的基因的获得、基因表达载体的构建 第4章　第2节　基因工程的操作程序 目标导读　 1.阅读教材P72～74图文，掌握获取目的基因的两种方法。 2.结合教材P77图4－11，理解基因表达载体的构建过程。 重难点击　 1.目的基因的含义及常用获取方法。 2.基因表达载体的构建。 3.大肠杆菌质粒DNA的提取。 课堂导入 抑制疾病传播的转基因蚊子 巴西等拉美国家深受致倦库蚊的危害。致倦库蚊可携带多种病毒和寄生虫，能够传播脑炎、丝虫等传染病，而这些传染病常年在拉美国家肆虐。为了抑制疾病的传播，巴西科学家培育出了一种转基因雄性致倦库蚊。科学家在雄性致倦库蚊体内植入一种特殊基因，当具该基因的转基因雄蚊与野生雌蚊交配时，这种基因可以进入雌蚊的基因组，并使雌蚊死亡，从而减少了该种蚊子的数量，达到抑制疾病传播的目的。怎样才能最终得到转基因雄蚊呢？让我们一起来学习基因工程的基本操作程序吧！ 一、目的基因的获得 二、基因表达载体的构建 内容索引 当堂检测 一、目的基因的获得 1.目的基因：是指人们 的基因，如抗虫基因、抗病基因等。 2.获取目的基因的方法 (1)化学合成法 ①概念：利用 直接合成基因。 ②适用条件：已知 的、相对分子质量 的目的基因。 ③仪器： 。 ④缺点：成本昂贵，不适用于序列未知的目的基因。 所需要的进行研究 化学反应 基础梳理 核苷酸序列 较小 DNA自动合成仪 (2)从基因组中直接分离法——鸟枪法(如图所示) 限制性内切酶 同样的限制性内切酶 连接酶 质粒转化细菌 克隆 (3)PCR扩增：在掌握了目的基因的部分或全部信息后，可以设计 ，利用 直接扩增目的基因。 (4)反转录法 以 为模板，借助 酶，通过PCR仪合成与mRNA序列互补的 片段，然后在 酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的目的基因。 引物 DNA扩增仪(PCR仪) mRNA 反转录 DNA DNA聚合 问题探究 如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。据图分析： 答案　三种方法分别是：反转录法、直接分离法和化学合成法，都是在体外进行的。 1.图示分别是哪种方法？是在体内还是体外进行的？ 答案 3.三种方法获取的目的基因的碱基对的排列顺序都相同吗？ 答案 答案　不都相同。方法b得到的是天然基因，方法a得到的目的基因和天然基因相比不含内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种。 2.三种方法都需要酶，分别是哪些酶？ 答案　方法a需要反转录酶和DNA聚合酶；方法b需要限制性内切酶；方法c需要DNA聚合酶。 拓展应用 1.下列获得目的基因的方法中需要模板链的是 ①化学合成法　②鸟枪法　③反转录法　④PCR扩增目的基因 A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 解析　化学合成法是利用DNA自动合成仪合成已知核苷酸序列的较小的基因。鸟枪法是用很多个限制性内切酶去切割DNA获得目的基因，和化学合成法一样不需要模板。反转录法利用mRNA作为模板反转录出一条单链DNA，然后以这条单链的DNA为模板合成出双链的DNA，也是目的基因。PCR技术也需要模板。 答案 解析 2.下列属于PCR技术的条件的是 ①单链的脱氧核糖核苷酸序列引物　②目的基因所在的DNA片段　③脱氧核糖核苷酸　④核糖核苷酸　⑤DNA连接酶　⑥DNA聚合酶　⑦限制性内切酶 A.①②③⑤ B.①②③⑥ C.①②③⑤⑦ D.①②④⑤⑦ 答案 解析 解析　PCR技术需要一对引物，即一对单链的脱氧核糖核苷酸序列引物，①正确； PCR技术需要模板，即目的基因所在的DNA片段，②正确； 需要脱氧核糖核苷酸作为原料，③正确； 核糖核苷酸是合成RNA的原料，而PCR合成的是DNA，④错误； 采用PCR合成DNA时，不需要DNA连接酶，而需要DNA聚合酶，⑤错误、⑥正确； 体外合成DNA时，不需要限制性内切酶，⑦错误。 知识拓展 PCR技术的基本原理和过程 (1)原理：DNA双链复制。 (2)前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列。 (3)过程 第一步：加热至94～98 ℃，DNA解链为单链； 第二步：冷却至40～60 ℃，引物结合到互补DNA链； 第三步：加热至72 ℃左右，热稳定DNA聚合酶(TaqDNA酶)从引物起始进行互补链的合成。 如此重复循环多次。 (4)结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。 二、基因表达载体的构建 1.实验：大肠杆菌质粒DNA的提取 (1)实验原理