生物学案：课堂互动基因工程的基本操作程序.docxVIP

学必求其心得，业必贵于专精

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课堂互动

三点剖析

一、目的基因的获取

1.从基因文库中获取目的基因

（1）基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

（2）

生物基因组文库和cDNA文库的区别如下：

文库类型

cDNA文库

基因组文库

文库大小

小

大

基因中启动子(具有启动作用的DNA片段）

无

有

基因中内含子（位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段）

无

有

基因多少

某种生物的部分基因

某种生物的全部基因

物种间的基因交流

可以

部分基因可以

(3）目的基因的获取

根据基因的有关信息：基因的核苷酸序列、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因的翻译产物蛋白质等获取目的基因。

2。利用PCR技术扩增目的基因

PCR技术是利用DNA双链复制的原理，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技术获取目的基因的前提,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。扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，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。上述过程

可以在PCR扩增仪中自动完成。

3。人工合成目的基因

人工合成目的基因的两种方法比较

方法

过程

优点

缺点

反转录法

mRNA→单链DNA→双链DNA

专一性强，目的基因中不含不表达部分

操作过程麻烦，mRNA生存时间短,技术要求高

据已知氨基酸序列合成

据推测出的核苷酸序列,通过化学方法合成

专一性强，目的基因中不含不表达部分，可合成自然界不存在的基因

目前复杂的尚不存在的基因不能合成

二、基因表达载体

基因表达载体的组成：

1.目的基因外源DNA分子的有效片段。

2。启动子一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。

3。终止子位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的DNA短片段.终止子相当于一盏红色信号灯，使转录到此终止。

4。标记基因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,如抗生素基因就可以作为这种基因.

拓展延伸

由于受体细胞有植物、动物、微生物之分,以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建上也会有所差别，不可能是千篇一律的。

三、目的基因的检测与鉴定

1.检测转基因生物的染色体DNA上是否插入目的基因,检测方法是DNA与DNA分子杂交法。基本做法：第一步，将受体生物DNA提取出来,经过适当的酶切后，用一定的方法，将不同大小的片段分开；第二步，将DNA片段转移到硝酸纤维素膜上;第三步,用标记了放射性同位素的目的DNA片段作为探针与硝酸纤维素膜上的DNA进行杂交；第四步，将X光底片压在硝酸纤维素膜上，在暗处使底片感光；第五步，将X光底片冲洗，如果在底片上出现黑色条带,则表明受体植物染色体DNA上有目的基因。

2。检测目的基因是否转录出mRNA，检测方法是DNA与RNA分子杂交法，具体做法和DNA与DNA分子杂交法相同，只是从转基因生物中提取的是mRNA而不是DNA，同样需要用标记的目的基因作探针,与mRNA杂交，如果X光底片上出现杂交带（黑色条带）,则表明目的基因转录出了mRNA。

3.检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法与上述方法不相同，而是进行抗原—抗体杂交。具体做法：第一步，将目的基因在大肠杆菌中表达出蛋白质；第二步，将表达出的蛋白质注射给动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出抗体；第三步，从转基因生物中提取蛋白质,进行凝胶电泳；第四步，将凝胶中的蛋白质转移到硝酸纤维素膜上;第五步，将抗体与硝酸纤维素膜上的蛋白质杂交，这时抗体与目的基因表达的蛋白质（抗原）会特异性结合。由于这种抗原-抗体的结合显示不出杂交条带，所以需加入一种称为二抗的抗体，它可以和前面的抗体结合,二抗抗体上带有特殊的标记.如果目的基因表达出了蛋白质,则结果为阳性。

学以致用

【例1】（2007山东临沂模拟）有关目的基因的获取的理解,不正确的是（）

A。目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成

B。目的基因主要指编码蛋白质的结构基因

C.基因文库就是基因组文库

D。cDNA文库只含有某种生物的一部分基因

解析：基因文库有基因组文库和部分基因文库。基因组文库很大,包括该种生物所有的基因。部分基因文库较小，只包含了一种生物的一部分基因。

答案：C

【例2】（2007山东东营模拟）从基因文库中获取目的基因的根据是()

A。基因的核苷酸序列