高三生物一轮复习基因工程的基本操作程序学案
1．2 基因工程的基本操作程序复习目标1、简述基因工程原理及基本操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
复习重点基因工程基本操作程序的四个步骤。
复习难点（1）从基因文库中获取目的基因。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
预学案一、目的基因的获取：1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的。
2．获取目的基因的常用方法(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，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库：含有一种生物的基因②种类部分基因文库：含有一种生物的基因，如文库。
③建立目的：为获得大量的目的基因作准备。
④目的基因的获取根据目的基因的有关信息：基因的序列、基因的、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因。
①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②条件：有一段已知目的基因的序列。
③过程：目的基因DNA受热后解旋为，与结合，然后在的作用下进行延伸形成DNA。
④方式：指数扩增=2n(n为扩增循环的次数)(3)化学合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以通DNA合成仪用化学方法直接。
例1、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是：①从基因文库中获取目的基因；②利用PCR技术扩增目的基因；③反转录法；④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③二、基因表达载体的构建1．表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。
2．启动子：位于基因的，它是的部位，驱动基因转录产生mRNA。
3．终止子：位于基因的，终止。
4．表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代；使目的基因能够和发挥作用。
5．标记基因：作用是受体细胞是否含有目的基因。
6．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，基因表达载体的构建上也会有所差别。
例2、科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。
起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。
然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导人棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。
科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。
由以上过程推知，作为目的基因的运载体应具备的结构是A．目的基因、启动子 B．目的基因、终止子C．目的基因、启动子、终止子 D．目的基因、启动子、终止子、标记基因三、将目的基因导入受体细胞(一)转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和的过程。
(二)常用方法：1．将目的基因导入植物细胞(1)农杆菌转化法（常用方法）①农杆菌特点：易感染 植物和裸子植物，对大多数___________植物没有感染能力；农杆菌中的Ti 质粒上的 可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA 上。
②转化过程：目的基因插入−−→−进入农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA 上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
(2)基因枪法：是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。
(3)花粉管通道法：这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法。
（我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的）2．将目的基因导入动物细胞(1)方法： 注射技术（最常用、最有效的方法）。
(2)操作程序：目的基因表达载体 →取卵(受精卵) →显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到____性动物的 内发育→新性状动物。
3．将目的基因导入微生物细胞(1)原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
(2)转化过程： 处理细胞→ 细胞→重组表达载体DNA 分子溶于中与感受态细胞混合→ 细胞吸收DNA 分子（需一定的 ）。
例3、采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是 ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA 序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA 序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA 序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵A 、①②B 、②③C 、③④D 、①④四、目的基因的检测与鉴定1．检测 (1)检测方法： 技术、抗原——抗体杂交等。
(2)内容 ①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了 ，方法： ；②检测目的基因是否转录出 ，方法： ； ③检测目的基因是否翻译成 ，方法：2．鉴定：除了上述的 检测外，有时还需要进行 水平的鉴定，如 鉴定、抗病鉴定等。
【拓展】DNA 复制与PCR 技术的比较：例4、左上图是将人的生长激素基因导入细菌B 细胞内制造“工程菌”的示意图，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)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。
以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒A 或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A 或重组质粒，反之则没有。
使用这种方法鉴别的原因是 。
(2)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A 或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是 。
原因是____________________________________________________________________________(3)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?检测案（一）、选择题：1、下列属于获取目的基因的方法的是①利用mRNA反转录形成；②从基因组文库中提取；③从受体细胞中提取；④利用PCR技术；⑤利用DNA转录；⑥人工合成A．①②③⑤ B．①②⑤⑥ C．①②③④D．①②④⑥2、不属于目的基因与运载体结合过程的是A．用一定的限制酶切割质粒,露出黏性末端 B．用同种限制酶切割目的基因,露出黏性末端C．将切下的目的基因插入到质粒的切口处 D．将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增3、分辨基因工程是否成功是通过A．提取目的基因 B．基因表达载体的构建C．目的基因导人受体细胞 D．目的基因的检测与鉴定4．下列不属于获取目的基因的方法的是A．利用DNA连接酶复制目的基因 B．利用DNA聚合酶复制目的基因C．从基因文库中获取目的基因 D．利用PCR技术扩增目的基因5．哪项不是基因表达载体的组成部分A．启动子 B．终止密码 C．标记基因 D．目的基因6．在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中,下列哪组是所需要的：①同一种限制酶切割两者②不需同一种限制酶切割两者③加入适量的DNA连接酶④不需加DNA连接酶A．①③ B．①④ C．②④ D．②③7．下列说法中正确的是A．基因表达载体的构建方法是一致的B．标记基因也叫做抗生素基因C．显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法D．大肠杆菌是常用的微生物受体8、下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法A．基因枪法 B．显微注射法C．农杆菌转化法 D．花粉管通道法9．基因工程中常用的受体细胞不包括A．人体细胞 B．动物细胞 C．植物细胞 D．微生物细胞10．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。
下列不属于这样做的原因的是A．结构简单，多为单细胞B．繁殖速度快C．遗传物质含量少D．性状稳定，变异少11．要检测目的基因是否成功的插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指A．用于检测疾病的医疗器械 B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子C．合成 一球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶的DNA片段12．基因工程的正确操作步骤是：①构建基因表达载体；②将目的基因导入受体细胞；③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求；④取目的基因A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②13．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和基因进入受体细胞的载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞主要是因为细菌繁殖快、遗传物质少D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达14．基因工程中不会出现A．DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来 B．限制性内切酶可用于目的基因的获取C．目的基因必须有载体导入受体细胞 D．人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶15、下列哪项不是基因工程技术A．基因转移 B．基因扩增 C．基因检测 D．基因表达（二）、填空题：16．根据下列所给材料回答问题：材料一把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的胰岛素。
材料二把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育荧光的烟草。
材料三有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞屯，在羊分泌的乳汁中加入某种物质后，可抽出细丝，这种细丝可望用作手术的缝合线。
(1)上述生物新品种的产生运用了技术。
(2)一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，而不影响其他基因的表达，这说明基因是有________效应的片段，具有一定的性；同时可以说明各种生物共用一套。
(3)上述技术所用的工具酶有。
(4)材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何优点?。
(5)可遗传的变异分为三种：、、，而基因工程改变一个物种的基因属于。
(6)从上述所给的材料，不能得出哪一结论A．动植物之间可以相互转基因 B．真核生物与原核生物之间可以相互转基因C．基因工程可以定向地改变生物的基因 D．转基因生物的出现对生物的进化是有利的17．人体受病毒刺激后，可以产生干扰素，干扰素分为α、β、γ三类，1980年，生物学家成功破译了α干扰素的全部遗传信息，并运用插入质粒的方法，用大肠杆菌生产得到干扰素可以用于治疗肝炎和肿瘤，回答下列问题：(1)上述材料中涉及的现代生物技术有。
(2)在利用大肠杆菌生产干扰过程中，目的基因是，所用载体是。
表达载体的结构组成包括、、、。
(3)目的基因在大肠杆菌体内表达时，必须经过和过程。
《基因工程的基本操作程序》 学历案
《基因工程的基本操作程序》学历案基因工程，这个听起来颇具科幻色彩的词汇，其实已经在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。
从医疗领域的基因治疗到农业中的转基因作物，基因工程正以惊人的速度改变着我们的世界。
那么，基因工程究竟是如何实现的呢？这就涉及到一系列复杂而又精确的基本操作程序。
首先，获取目的基因是基因工程的第一步。
目的基因就是我们希望引入到受体细胞中的特定基因片段。
它可以是从生物体细胞中直接分离出来的，比如通过从细胞中提取 DNA ，然后用特定的限制性内切酶将其切割，从而获得含有目的基因的片段。
也可以通过化学方法人工合成目的基因，比如已知目的基因的核苷酸序列，就可以按照这个序列来合成。
还有一种常见的方法是利用 PCR 技术（聚合酶链式反应）来扩增目的基因。
PCR 就像是一个神奇的“复制机器”，能在短时间内大量复制出特定的 DNA 片段。
获取到目的基因后，接下来就要构建基因表达载体了。
这一步就像是给目的基因打造一个“专属座驾”，让它能够顺利地进入受体细胞并且发挥作用。
基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分组成。
启动子就像是“发动机”，能够启动目的基因的转录；终止子则像是“刹车”，让转录过程在合适的位置停止；标记基因则是“标签”，方便我们筛选出成功导入了基因表达载体的细胞。
构建基因表达载体需要用到多种工具酶，比如限制性内切酶和DNA 连接酶。
限制性内切酶能在特定的位点切割 DNA ，产生粘性末端或平末端；而 DNA 连接酶则能够将切割后的 DNA 片段连接起来，形成一个完整的基因表达载体。
有了基因表达载体，下一步就是将其导入受体细胞。
受体细胞可以是细菌、真菌、动植物细胞等。
导入的方法也多种多样。
对于细菌这样的原核细胞，常用的方法是转化法。
比如用氯化钙处理细菌，增加其细胞壁的通透性，从而让基因表达载体更容易进入细胞。
对于动植物细胞，常用的方法有显微注射法、农杆菌转化法等。
显微注射法就像是用一个极细的注射器，将基因表达载体直接注射到细胞内；农杆菌转化法则是利用农杆菌这种天然的“基因搬运工”，将基因表达载体转移到植物细胞中。
2025高考生物总复习基因工程的基本工具和基本操作程序
第54讲基因工程的基本工具和基本操作程序课标内容(1)阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。
(2)阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定等步骤。
(3)DNA的粗提取与鉴定实验。
(4)利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟PCR实验。
考点一重组DNA技术的基本工具1.基因工程概述基因工程的理论基础2.重组DNA技术的基本工具(1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)①将一个基因从DNA分子上切割下来需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。
②限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
(2)DNA连接酶①DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上。
②DNA聚合酶起作用时需要以一条DNA链为模板，而DNA连接酶不需要模板。
(3)载体构建基因表达载体时，需要选择合适的限制酶切割含有目的基因的DNA片段和载体。
已知限制性内切核酸酶Ⅰ的识别序列和切点是，限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列和切点是，根据图示分析回答下列问题：(1)请用图示法写出限制性内切核酸酶Ⅰ和限制性内切核酸酶Ⅱ切割后形成黏性末端的过程。
提示限制性内切核酸酶Ⅰ：限制性内切核酸酶Ⅱ：(2)切割图示中的目的基因和质粒应选用哪类限制酶？请说明理由。
提示用限制酶Ⅱ切割目的基因，用限制酶Ⅰ切割质粒。
限制酶Ⅰ的识别序列包含限制酶Ⅱ的识别序列，因此限制酶Ⅱ也可切割限制酶Ⅰ的位点，故使用限制酶Ⅱ时，可在目的基因两端同时作切割，从而切出“目的基因”，但若使用限制酶Ⅱ切割质粒，会同时破坏质粒中的两个“标记基因”，故只能使用限制酶Ⅰ切割质粒。
1.限制酶的选择原则(1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。
《基因工程的基本操作程序》教案
《基因工程的基本操作程序》教案一、教学目标1. 知识目标了解基因工程的概念及其应用领域。
掌握基因工程的基本操作程序和原理。
理解基因工程在生物技术和农业上的重要性。
2. 技能目标能够运用基因工程的原理和技术，设计和实施基因改造实验。
能够分析基因工程实验结果，并提出合理的解释和结论。
3. 情感目标培养对基因工程技术的兴趣和好奇心，提高对生物科学的热情。
培养学生的团队合作意识和批判性思维能力。
二、教学内容1. 基因工程概述介绍基因工程的概念和定义。
讨论基因工程在生物技术和农业上的应用领域。
2. 基因重组技术解释基因重组技术的原理和步骤。
介绍基因重组技术在基因工程中的应用实例。
3. 基因克隆与表达讲解基因克隆的概念和过程。
探讨基因表达的调控机制和表达水平的优化方法。
4. 基因编辑技术介绍基因编辑技术的原理和操作步骤。
探讨基因编辑技术在基因工程中的应用实例和前景。
5. 基因工程实验设计学习基因工程实验设计的基本原则和方法。
练习设计和实施基因改造实验。
三、教学方法1. 讲授法通过教师的讲解，引导学生掌握基因工程的基本概念和原理。
结合实例讲解基因工程技术的应用和实验设计方法。
2. 实验法安排基因工程实验课程，让学生亲手操作，实践基因改造技术。
引导学生分析实验结果，培养学生的实验操作和数据分析能力。
3. 小组讨论法分组让学生讨论基因工程技术的应用和实验设计问题。
培养学生的团队合作意识和批判性思维能力。
四、教学评价1. 课堂参与度观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与度。
2. 实验报告评估学生在基因工程实验中的操作技能和实验结果分析能力。
3. 小组讨论报告评估学生在小组讨论中的表现和提出的观点，包括团队合作意识和批判性思维能力。
4. 课后作业和测验布置相关基因工程主题的课后作业和测验，评估学生对知识点的掌握情况。
五、教学资源1. 教材和参考书选择适合基因工程课程的教材和参考书，为学生提供全面的学习资源。
基因工程的基本操作程序教案
一、教案基本信息基因工程的基本操作程序教案课时安排：45分钟教学目标：1. 让学生了解基因工程的基本概念。
2. 使学生掌握基因工程的基本操作程序。
3. 培养学生对基因工程技术的兴趣和好奇心。
教学重点：1. 基因工程的基本概念。
2. 基因工程的基本操作程序。
教学难点：1. 基因工程的技术操作步骤。
2. 基因工程在实际应用中的意义。
二、教学过程1. 导入（5分钟）通过展示基因工程的图片或相关案例，引发学生对基因工程的兴趣，激发学生的探究欲望。
2. 基因工程的基本概念（5分钟）介绍基因工程的定义、原理和应用领域，帮助学生建立对基因工程的基本认识。
3. 基因工程的基本操作程序（15分钟）a. 目标基因的获取：介绍PCR技术、基因克隆等方法。
b. 基因载体的构建：介绍载体选择、目的基因插入、连接酶等。
c. 目标基因的表达与检测：介绍转化、表达、检测等方法。
d. 基因工程产品的应用：介绍基因工程在医药、农业等领域的应用。
4. 案例分析（5分钟）提供几个基因工程的实际案例，让学生分析案例中基因工程技术的应用，加深学生对基因工程操作程序的理解。
5. 总结与展望（5分钟）总结基因工程的基本操作程序，强调基因工程技术在现代生物科学中的重要性，并展望其在未来的发展前景。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本概念、基本操作程序等内容。
2. 案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解基因工程技术的应用。
3. 互动教学法：引导学生提问、讨论，提高学生的参与度和积极性。
四、教学评价1. 课堂问答：检查学生对基因工程基本概念的理解。
2. 小组讨论：评估学生在案例分析中的表现，检验学生对基因工程操作程序的掌握程度。
3. 课后作业：布置相关题目，巩固学生对基因工程知识的学习。
五、教学资源1. 课件：展示基因工程的基本概念、操作程序等内容。
2. 案例资料：提供基因工程实际案例，供学生分析。
3. 参考书籍：推荐相关书籍，供学生进一步学习。
选修3 专题1 1.2 基因工程的基本操作程序学案(陆德平)
1.2 基因工程的基本操作程序——学案编者：陆德平一、目的基因的获取：1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的。
2．获取目的基因的方法（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，导入受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库：含有一种生物的基因②种类cDNA文库：含有一种生物的基因③目的基因的获取根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②条件：已知目的基因的序列。
③过程：目的基因DNA受热形成，与结合，然后在______的作用下进行延伸形成DNA。
④方式：指数扩增=2n（n为扩增循环的次数）（3）人工合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。
例1、多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。
PCR过程一般经历下述三十多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。
下列有关PCR过程的叙述中不正确的是A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C．延伸过程中需要DNA聚合酶、A TP、四种核糖核苷酸D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高二、基因表达载体的构建（1）表达载体的组成：目的基因++ +标记基因等。
（2）启动子：位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。
（3）终止子：位于基因的，终止。
（4）表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代；使目的基因____ 和发挥作用。
（5）标记基因：受体细胞是否含有目的基因。
（6）不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。
高三生物一轮复习导学案：基因工程
）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。
筛
（１）进行过程①时，需用酶切开载体以插入let-7基因。
载体应用RNA聚合酶识别和结选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含的培养基上进行。
）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是
启动子 B. tet R C.复制原点 D. amp R
能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?为什么? ；。
过程②必需的酶是酶，过程③必需的酶是酶。
中有a个碱基对，其中鸟嘌呤b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶
在利用A、B获得C的过程中，必须用切割。
《基因工程的基本操作程序》教案
《基因工程的基本操作程序》教案一、教学目标1. 了解基因工程的基本概念及应用领域。
2. 掌握基因工程的基本操作程序及技术原理。
3. 能够运用基因工程知识解决实际问题。
二、教学内容1. 基因工程概述：基因工程的概念、发展历程及应用领域。
2. 基因克隆：基因克隆的原理、方法及应用。
3. 基因表达：基因表达的调控机制、表达载体的构建及应用。
4. 基因编辑：基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）的原理及应用。
5. 基因工程实验操作：实验原理、操作步骤及注意事项。
三、教学方法1. 讲授：讲解基因工程的基本概念、原理及技术。
2. 案例分析：分析典型基因工程应用案例，加深对知识的理解。
3. 实验操作：演示基因工程实验操作，培养学生的动手能力。
4. 小组讨论：分组讨论基因工程应用及实验操作中的问题，提高学生的思考能力。
四、教学评估1. 课堂问答：评估学生对基因工程基本概念的理解。
2. 实验报告：评估学生在实验操作中的动手能力及对知识的理解。
五、教学资源1. 教材：基因工程相关教材，如《基因工程与应用》等。
2. 实验材料：基因工程实验所需的试剂、仪器等。
3. 网络资源：基因工程相关网站、论文、新闻等，用于拓展学生视野。
六、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，包括16课时理论教学和16课时实验教学。
2. 教学计划：课时1-4：基因工程概述及发展历程课时5-8：基因克隆与克隆载体课时9-12：基因表达与表达载体课时13-16：基因编辑技术课时17-20：基因工程实验操作与实践七、实验教学内容1. 实验一：DNA提取与纯化2. 实验二：PCR扩增目的基因3. 实验三：DNA连接与转化4. 实验四：基因表达与蛋白质检测5. 实验五：CRISPR/Cas9基因编辑实验八、教学资源补充1. 辅助教材：提供相关的辅助教材和阅读材料，如《基因工程实验指南》等。
2. 在线资源：推荐学生访问基因工程相关的在线课程、学术论坛和新闻网站，如NCBI、GeneCards等。
【精品学案】3.2基因工程的基本操作程序
(3)目的基因的插入位点不是随意的:基因表达需要启动子 与终止子的调控,所以目的基因应插到启动子与终止子之间 的部位。目的基因的插入不能破坏标记基因。
特别提醒 (1)完成基因表达载体的构建需要限制酶和DNA 连接酶,由两个DNA片段连接的产物有目的基因—目的基因、 目的基因—载体、载体—载体三种。
知识概览
一、目的基因的筛选与获取 1.目的基因 在基因工程的设计和操作中,用于改变受体细胞 性状 或 获得 预期表达产物 等的基因。目的基因主要是指 编码 蛋白质 的基因。 2.筛选合适的目的基因 从相关的已知 结构 和 功能 清晰的基因中进行筛选 是较为有效的方法之一。
3.利用PCR获取和扩增目的基因 (1)原理:根据 DNA半保留复制 的原理,在体外提供参与 DNA复制的 各种组分与反应条件 ,对目的基因的核 苷酸序列进行大量复制。 (2)组分和条件:缓冲溶液、 DNA模板 、2种 引物 、 4种 脱氧核苷酸 、耐高温的 DNA聚合 酶,同时控制温 度。
将目的基因插入Ti 质粒的T-DNA上→ 转入农杆菌→导入 植物细胞→目的基 因插入植物细胞中 的染色体DNA中
提纯含目的基 因的表达载体 →显微注射→ 受精卵发育→ 获得具有新性 状的转基因动 物
先用Ca2+处理大肠 杆菌细胞,使细胞处 于一种能吸收周围 环境中DNA分子的 生理状态,然后再将 重组的基因表达载 体导入其中
(3)过程: ① 变性 :当温度超过90 ℃时,双链DNA解聚为 单链 。 ② 复性 :当温度下降到50 ℃左右时,两种 引物 通过 碱基互补配对与两条单链DNA结合。 ③ 延伸 :当温度上升到72 ℃左右时,溶液中的4种脱氧核 苷酸在耐高温的 DNA聚合酶 的作用下,根据碱基互补配 对原则合成新的DNA链。 如此重复循环多次。 (4)特点:成 指数 形式扩增。
基因工程的基本操作程序+第3课时+示范教案
第2节基因工程的基本操作程序（第3课时）◆教学目标1．了解PCR和电泳鉴定的基本原理。
2．尝试进行PCR的基本操作，并用电泳鉴定PCR产物。
◆教学重难点【教学重点】DNA片段的扩增及电泳鉴定。
【教学难点】DNA片段的扩增及电泳鉴定。
◆教学过程【新课引入】引导学生通过复习前两课时的知识导入新课。
1．基因工程的四个操作步骤是什么？提示：（1）目的基因的筛选与获取；（2）基因表达载体的构建；（3）将目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定。
2．获取目的基因的方法有哪些？提示：PCR获取和扩增目的基因、基因文库、人工合成。
3．基因表达载体需要具备哪些成分？提示：目的基因、标记基因、启动子、终止子。
4．导入不同的受体细胞采用的方法分别是什么？提示：（1）植物细胞：花粉管通道法、农杆菌转化法；（2）动物细胞：显微注射法；（3）原核生物细胞：Ca2+处理法。
5．目的基因的检测和鉴定有哪些水平？提示：（1）分子水平检测：DNA和mRNA用PCR等技术、蛋白质用抗原-抗体杂交；（2）个体生物学水平的鉴定。
【过渡】基因工程的操作是DNA水平，那如何对DNA片段进行扩增和鉴定呢？【新知讲解】一、实验原理【学生活动】阅读教材84页前两段的内容，了解PCR和电泳鉴定的基本原理。
1．DNA片断的扩增（1）利用PCR可以在体外进行DNA片断的扩增。
（2）PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。
注意：复性时不一定均为引物与DNA模板结合，也存在DNA解开的两条单链的结合，因此一般在PCR实验中引物的投入量远大于产物量。
（3）PCR仪实质上就是一台能够自动温控的仪器，一次PCR一般要经过30次循环。
2．DNA片段的电泳鉴定（1）DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH条件下，这些基团可以带上正电荷和负电荷。
在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动。
这个过程就是电泳。
（2）PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
【课件】2023届高三生物一轮复习课件：基因工程的基本操作程序
b.用农杆菌感染时，优先选择 受伤的
（受伤的/完好的）叶
片与重组质粒的农杆菌培养，选用该叶片的理由
是
叶片伤口处的细胞可释放大量的酚类。物质，可吸引农杆菌
三.基因工程的基本操作程序 3DNA三.基因工程的基本操作程序
1.目的基因的获取 ②基因的种类: 基因组和部分基。因
基因组DNA与cDNA的比较类型 大小基因中启动子（具有启动作用 的DNA片段） 基因中内含子(位于编码蛋白质 序列的非编码DNA片段）
2.基因表达载体的构建—基因工程的核心：
（1）构建目的：
①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。
②使目的基因能够表达和发挥作。用
（2）构建过程：
同种限制酶
如果使用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，有何优点?
。
可防止目的基因和质粒自身环化以及目的基因与运载体的反向连接
若只考虑两两连接，质粒和目的基因至少可以连接 3 种；
【思考】合成引物时是否需要知道目的基因的所有的碱基序列？
三.基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取
(3)利用PCR技术扩增目的基因 ⑥两种引物的要求：
引物自身不能环化 两种引物之间不能互补配对 引物长度不宜过短，防止。引物随机结合
三.基因工程的基本操作程序 例.设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标 注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。
③终止子：使 转录 终止的特殊结构的DNA片段。
④标记基因：四环素抗性基因，卡那霉素抗性基因，氨苄青霉素抗性基
种类：
因等抗生素抗性基因 。
作用： 用于鉴别和筛选含有目的基。因的受体细胞
⑤复制原点： DNA分子复制的。起点