基因表达载体的构建(2)
1 基因工程（2）---------基因工程的原理及技术
教学要求：
（A级，课标要求：1简述基因工程基本操作程序的四个步骤；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。）
教材分析与教学构想
(1)理论分析：本课时基因工程的基本操作程序是苏教版选修3第一章基因工程中第1节内容。上节课学习了基因工程的概念含义、基因工程的诞生历程、DNA重组技术的基本工具及其作用、特点等内容，本课时要在上节内容的基础上理解基因工程基本操作程序。本课主要的学习任务是：理解基因工程每一步操作的原理、方法和过程，从整体上把握基因工程的全过程，将上节课学习的零散的知识进行归纳，把已掌握的知识系统化。
（2）学情分析：学生通过上节课的学习对基因工程的概念含义、基因工程的诞生历程、DNA重组技术的基本工具及其作用、特点等有了深入了解，学习本课内容重要的是对基因工程每一步操作的原理、方法和过程做到了理解，同时将零散的知识进行归纳从整体上把握基因工程的全过程，这对学生的思维和方法都是很好的训练。
（3）教学设计构想：
1、巧妙运用插图及多媒体技术，化“抽象”为“形象”。对于基因工程的全过程，学生接触了解的少，只运用文字来教学会感到很抽象。如在讲授如何构建基因文库时，教师会提供一幅非常形象的插图，结合图文提出相应问题，诱导学生思考，从而把学习的注意力从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来。
2、巧妙利用概念图串联知识，化“部分”为“整体”。概念不可能单独存在，每个概念都必须根据与之有关的其他概念间的关系才能确定其准确的含义。通过分步探讨，学生已经对基因工程每一步操作的原理、方法和过程做到了理解，但并未从整体上把握到基因工程的全过程，教师可以指导学生构建概念图，将零散的知识进行归纳，把已掌握的知识显性化、可视化，实现新课程有效教与学的策略。
一、自主学习
基因工程操作步骤： .
（1）获取目的基因的方法有 .
（3）基因表达载体的构建关键步骤是 ，基因表达载体的组成：
。
（3）将目的基因导入受体细胞：基因工程中常用的受体细胞 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。动物常把 细胞作为受体细胞。导入植物细胞的方法有 等；农杆菌转化法可以将目的基因导入细胞并把其整合到受体细胞的 上，导入动物细胞的方法有 ；如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用 处理，以增大细菌 的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制，由于 ，在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。
（4）、检测目的基因是否进入受体细胞可以用 方法，用
方法检测目的基因是否转录，用免疫（ ）法检测目的基因是否表达。另外也可进行个体水平检测。如
4、基因拼接成功的原因 ；
转基因表达成功的原因是生物 。
基因工程的意义：
2 二、理解
1、如何获取人的胰岛素基因（目的基因）？
2、如何使人的胰岛素基因（目的基因）与大肠杆菌质粒连接起来构建基因表达载体？
3、如何针对基因表达载体进行加工和改造才能实现目的基因的稳定存在和高效表达？
（1）一个完整基因表达载体由哪几部分组成？各部分结构有什么功能？
（2）启动子与起始密码、终止子与终止密码一样吗？普通质粒与重组质粒之间区别和联系
4、受体细胞的类型？转化方法？为什么需要筛选？如何筛选？
5、目的基因检测的原理及方法如何？
三、深化探究：
1、几种获取目的基因方法比较
途径 供体细胞中的DNA中直接分离基因 人工合成基因（真核细胞）
方法 鸟枪法 反转录法 根据已知氨基酸序列合成DNA
过程
优点
缺点
2、原核细胞真核细胞基因结构的比较
3、单酶切与双酶切的比较
3 4、目的基因与质粒相互连接成基因表达载体的结构基础是什么？目的基因在异体表达成功的原因？
四、例题及练习：
例题：（9分）下图是利用生物工程技术生产人生长激素的示意图。质粒上的Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因，限制酶PstI、EcoR I和Hind Ⅲ切割形成的末端均不相同。据图回答：
（1）将人生长激素基因导入小鼠体内来生产生长激素。图中对供体雌鼠甲用促性腺激素处理一段时间后与雄鼠乙交配，然后通过手术的方法从雌鼠甲的___________中取出受精卵。图中早期胚胎应保证发育到____________________阶段，才能进行后续过程的操作。
（2）①过程不能利用人的皮肤细胞，其原因是_____________________________。
（3）为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，切割质粒时应选用的酶是 。
（4）大肠杆菌细胞内应不含 基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌。
（5）如果从限制酶Pst I、EcoR I和HindⅢ任选两种酶对质粒进行切割，均会将质粒切成两段，则形成的DNA片段有________种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段占___________。
（6）按照图示的操作，将三角瓶中的大肠杆菌先接种到甲培养基上，然后分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置，一段时间后，菌落的生长状况如乙、丙图所示。据图分析丙培养基中含人生长激素基因的菌落有_____个。
参考答案．（9分）（1）输卵管 桑椹胚或囊胚
（2）基因的选择性表达（或皮肤细胞不能合成生长激素的mRNA）
（3）Pst I酶和EcoR I酶 （4）标记（青霉素抗性基因(Ampr)和四环素抗性(Tetr) ）
（5）6 1/6 （6）2
1．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是
（ B ）
A．用mRNA为模板逆转录合成DNA B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成 4 C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选 D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
2．在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是
（ ）
A．540个 B．8100个 C．17280个 D．7560个
3.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的正确的是
( )
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，导入细菌，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．①② B．②③ C．③④ D．①④
4.金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。
(1)获得②一般用 的方法，①和②结合能形成③，最重要的是①和②经处理后具有 。
(2)在⑤→⑥过程中，获得抗病基因的金茶花细胞将经历 和 过程后才能形成⑦。
(3)抗枯萎病金茶花的培育成功说明一种生物的基因表达系统能够识别来自另一种生物的DNA的___________，并具有相同的一套___________。
(4)欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是___________。通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？ 。
5．下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。
（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？ ，为什么？ 。
（2）过程②必需的酶是 酶，过程③必需的酶是 酶。
（3）与人体细胞中胰岛素基因相比，通过②过程获得的目的基因不含有非编码区和 。
（4）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶 个。
（5）在利用AB获得C的过程中，必须用 切割A和B，使它们产生 ，再加入 ，才可形成C。
（6）为使过程⑧更易进行，可用 （药剂）处理D。
6.质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒上有标记基因（如图所示），通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同。右图表示外源基因插入位置（插入点有a、b、c），请据下表细菌生长情况，推 5 测①②③三种重组细菌与外源基因插入点相对应的一组是 ( )
A．①是a、②是c、③是b B．①是c和b、②是b、③是c
C．①是c和b、②是c、③是b D．①是a、②是b、③是c例
重组细菌 含氨苄青霉素培养基 含四环素的培养基
① 能生长 能生长
② 能生长 不能生长
③ 不能生长 能生长
第三章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序
第2节 基因工程的基本操作程序
一、目的基因的筛选与获取
1．培育转基因抗虫棉的四个步骤
(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．目的基因的筛选与获取
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。主要指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。
(1)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。
(2)利用PCR获取和扩增目的基因
①PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与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的技术。
②目的：快速扩增目的基因。
③原理：DNA半保留复制。
④基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。
⑤过程
a．变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。
b．复性：温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
c．延伸：温度升至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。
⑥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)。
⑦鉴定：采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物。
⑧仪器：PCR扩增仪。
(3)在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。
【强化记忆】
图1、图2分别是PCR扩增技术相关过程，请思考回答：
(1)图1所示利用PCR技术扩增目的基因，在第几轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段？
提示 第3轮。
(2)图2是某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，请分别说明理由。
构建基因表达载体的流程
构建基因表达载体的流程
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构建基因表达载体的流程：
①目的基因选择与克隆：确定需要表达的基因序列，通过PCR扩增或从基因文库中提取，随后克隆到适合的质粒载体上，如pUC系列质粒，便于后续操作。
②载体选择与准备：根据表达系统（细菌、酵母、哺乳动物细胞等）和目的蛋白特性，选择合适的表达载体，如pET系列（原核）、pYES2（酵母）、pcDNA3.1（哺乳动物）。载体需预先线性化或具有特定限制酶切位点。
③酶切与连接：使用限制性内切酶对目的基因片段和载体分别进行酶切，以产生相匹配的黏性末端或平末端。之后，通过T4 DNA连接酶将目的基因片段连接到载体上。
④转化与筛选：将连接产物转入相应的宿主细胞（如大肠杆菌DH5α），通过热激、电击等方法促进细胞吸收DNA。随后在含有抗生素的选择培养基上培养，筛选出含重组载体的阳性克隆。
⑤验证与测序：挑取阳性克隆，通过PCR、酶切分析或直接测序等方法验证目的基因是否正确插入载体，以及阅读框是否正确。
⑥表达验证：将验证后的重组载体转入最终的表达宿主细胞中，诱导表达目标蛋白，通过SDS-PAGE、Western Blot等方法检测蛋白的表达效率及特性。
基因表达载体构建的具体操作流程
基因表达载体构建的具体操作流程
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基因表达载体构建的操作流程详解
基因表达载体的构建是分子生物学研究中的重要步骤，它在基因克隆、蛋白质表达以及基因功能研究等领域发挥着关键作用。以下是一份详细的基因表达载体构建的操作流程：
表达载体的构建方法及步骤
令狐采学创作
表达载体的构建方法及步骤
令狐采学
一、载体的选择及如何阅读质粒图谱
目前，载体主要有病毒和非病毒两大类，其中质粒DNA是一种
新的非病毒转基因载体。
一个合格质粒的组成要素：
(1) 复制起始位点(加即控制复制起始的位点。原核生物
DNA分子中只有一个复制起始点。而
真核生物DNA分子有多个复制起始位点。
(2) 抗生素抗性基因可以便于加以检测，如Amp+ ,I
(3) 多克隆位点MCS克隆携带外源基因片段
(4) P/E启动子/增强子
(5) Terms终止信号
(6) 加poly (A)信号可以起到稳定mRNA作用
选择载体主要依据构建的目的，同时要考虑载体中应有合适的
限制酶切位点。如果构建的目
的是要表达一个特定的基因，则要选择合适的表达载体。
载体选择主要考虑下述3点：
[1] 构建DNA重组体的目的，克隆扩增/基因表达，选择合 适的克隆载体/表达载体。
【2】.载体的类型：
令狐采学创作
令狐采学创作
(1) 克隆载体的克隆能力一据克隆片段大小(大选大，小选小)。
如＜n)kb选质粒。
(2) 表达载体据受体细胞类型一原核/真核/穿梭，E.coli/哺乳 类细胞表达载体。
(3) 对原核表达载体应该注意：选择合适的启动子及相应的受
体菌，用于表达真核蛋白质时注意克服4个困难和阅读框错位;
表达天然蛋白质或融合蛋白作为相应载体的参考。
【3】载体MCS中的酶切位点数与组成方向因载体不同而异，
适应目的基因与载体易于链接，不能产主阅读框架错位。
综上所述，选用质粒(最常用)做载体的5点要求：
(1) 选分子量小的质粒，即小载体(l-1.5kb) 一不易损坏， 在细菌里面拷贝数也多(也有大载
体)；
(2) 一般使用松弛型质粒在细菌里扩增不受约束，一般1()个 以上的拷贝，而严谨型质粒＜1()个。
(3) 必需具备一个以上的酶切位点，有选择的余地；
(4) 必需有易检测的标记，多是抗生素的抗性基因，不特指多
2024届四川省宜宾市重点中学高三第二次诊断性检测生物试卷含解析
2024届四川省宜宾市重点中学高三第二次诊断性检测生物试卷
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
一、选择题：（共6小题，每小题6分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1．下列有关基因工程操作工具的叙述，正确的是（ ）
A．限制酶能识别并切割DNA任意序列
B．DNA连接酶与Taq酶的作用位点不同
C．没有与目的基因重组的质粒不可以进入受体细胞
D．使用质粒作为载体可以避免目的基因在受体内被分解
2．科学家利用R型和S型肺炎双球菌进行如图所示实验，试管中添加R型菌、S型菌提取物及细菌培养液，下列叙述正确的是（ ）
A．E组试管中可观察到光滑型菌落，其余各组试管中只能观察到粗糙型菌落
B．应该用研磨方法杀死S型菌，不能用加热方法，否则实验结果将发生改变
C．实验结果证明DNA能进入R型菌体内，而蛋白质等无法进入R型菌体内
D．为使实验结果更加明显，可采用提高物质分离纯度及加入氯化钙等措施
3．下列关于人类“镰刀型细胞贫血症”、“特纳氏综合症”和“葛莱弗德氏综合症”的叙述，正确的是（ ）
A．三种病都是遗传物质改变所引起的
B．镰刀型细胞贫血症的直接原因是基因中发生了碱基对的替换
C．新生婴儿和儿童中容易表现这三种疾病
D．上述变异都使得细胞里面的基因种类和数目发生了改变
4．下列有关生物进化的叙述，正确的是（ ）
A．不同种群都向适应无机环境的方向进化就是共同进化
B．种群基因频率的变化趋势能反映变异的方向
C．种群基因型频率发生改变，说明生物在发生进化 D．精明捕食者是指捕食者对猎物不造成过度捕食，能保持其食物源
5．艾滋病病毒中不含有的有机大分子是（ ）
基因表达载体构建教学设计
“基因表达载体的构建”教学设计
章节名称
人教版 普通高中 选修3 现代生物科技专题 专题1
1.2“基因工程的基本操作程序”
计划课时
1课时 课型 新授课
教材分析 （一）教材简析
人教版高中《生物(选修3)现代生物科技专题》专题1中的“基因表达载体的构建”，是基因工程的基本操作程序中的第二步，也是基因工程的核心，与《普通高中生物课程标准》中关于基因工程方面的具体内容标准之“简述基因工程的原理及技术”相一致。在福建省高考的《考试说明》中属于理解层次，要求学生能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断和推理。
（二）教材的地位和作用
基因工程的基本操作程序专题1基因工程的重中之重，是本专题的核心，是高考和省市质检的重点和难点。而本节课“基因表达载体的构建”是基因工程的核心。该节内容上承DNA重组技术的基本工具，下接基因工程操作程序第3、4步以及基因工程的应用，
统览全册，与本节内容有关的章节很多，所以学会、学好本节内容直接关系后面的学习。
（三）教学总体目标分析
基因表达载体的构建过程，由于是DNA分子水平的操作，学生难以获得感性认识。而该内容涉及的限制酶的选择和筛选以及标记基因的作用等成为了考试的热点内容，但学生在解答过程中普遍反映难。导致学生困惑的主要原因是教师在教学过程中往往停留在基因工程的理想化的简要步骤的层面上，而重组质粒的形成、特点、表达、筛选等核心问题阐述不足。高中阶段的生物教学不是培养学科专家，而要着力于提高学生的科学素养。所以在本节课的设计中，通过一个具体的理论探究情境，基于微课的先学后教，利用纸质模型体验目的基因与运载体结合构建表达载体的过程。这样，学生的学习就不再是简单的知识记忆，而是对重要概念的构建，以期培养和发展他们的思维能力。
学情分析 课前学生已经通过微课学习了“基因表达载体的构建”的必要性。通过复习基因的表达，说明启动子与目的基因表达的方向必须一致；以抗氨苄青霉素基因为例，让学生对筛选有个感性的认识。因此，课前学生对基因表达载体的构建有了整体上的认识。通过 “DNA重组技术的基本工具”的学习和模拟了“单酶切”及“DNA连接”2种反应体系，学生对限制酶、DNA连接酶这些工具的作用有了初步的认识。基于已有的认知，学生更乐于从自己制作的模型中发现新问题，再进一步动手解决问题，完善模型，构建表达载体，化抽象为直观，真正做到知识的内化和融会贯通。
构建基因表达载体的步骤
构建基因表达载体的步骤
基因表达载体是用来将外源基因转录和翻译为蛋白质的重要工具。构建一个高效的基因表达载体是基因工程的重要一步。下面将介绍构建基因表达载体的步骤。
第一步：选择合适的表达载体
在构建基因表达载体之前，需要选择适合自己研究对象的表达载体。一般来说，常用的表达载体有质粒、病毒载体和细胞质表达系统等。对于不同的表达载体，其表达效率和表达特点也有所不同，需要根据自己的实验需要进行选择。
第二步：选择合适的启动子和信号序列
在表达载体中，启动子和信号序列是控制基因表达的关键元素。启动子是转录起始位点上游的DNA序列，可以控制基因的转录水平；信号序列则可以控制基因的翻译和定位。因此，在构建基因表达载体之前，需要选择适合自己实验需要的启动子和信号序列。
第三步：克隆外源基因
在构建基因表达载体时，需要将外源基因克隆到载体中。一般来说，可以使用PCR扩增方法或限制性内切酶切割方法将外源基因克隆到载体中。此外，还需要选择合适的克隆位点，以便快速筛选出正确的克隆子。
第四步：构建表达载体
在将外源基因克隆到载体中后，需要构建表达载体。具体操作包括将启动子和信号序列插入到载体中，以实现对基因表达的控制。此外，还需要进行质粒线性化和酶切等操作，以实现转染或转化细胞。
第五步：筛选表达载体
在构建表达载体后，需要进行筛选，以确定正确的表达载体。此时可以通过限制性内切酶酶切、PCR扩增和测序等方法进行筛选，以确保表达载体的正确性。
第六步：转染或转化细胞
在确定正确的表达载体后，需要将其转染或转化到细胞中。转染方法包括热激转染、电穿孔转染和基因炮转染等；转化方法则包括化学转化和电转化等。根据自己的实验需要选择合适的转染或转化方法。
第七步：检测基因表达
在转染或转化细胞后，需要检测外源基因的表达情况。检测方法包括Western blotting、RT-PCR和荧光显微镜等。根据自己的实验需要选择合适的检测方法。
专题9 微课微练 (2) 基因工程中限制酶的选取与基因表达载体的构建
专题九 微课微练(二) 基因工程中限制酶的选取与基因表达载体的构建
一、选择题
1．图甲、乙中标注了相关限制酶的酶切位点。据此判断下列关于培育转基因大肠杆菌的叙述，错误的是( )
A．若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．图中质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需选用感受态的大肠杆菌
D．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达
解析：选D PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链，故所用的引物组成为图乙中引物甲和引物丙，A正确；选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHⅠ可能使质粒中的启动子丢失，因此只能选BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割，B正确；将目的基因导入微生物大肠杆菌细胞中，需要用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，C正确；在构建基因表达载体时，使用BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割质粒，氨苄青霉素抗性基因已被破坏，因此氨苄青霉素抗性基因在受体细胞中不能表达，D错误。
2．(2022·东城区一模)自然界中很少出现蓝色的花，天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如图)，通过农杆菌转化法导入白玫瑰中，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。下列相关叙述错误的是( )
A．上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B．将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ
C．sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的
D．农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
解析：选B 蓝色玫瑰细胞质基质中的靛蓝能够稳定显色，不受pH的影响，故本题方案中无需转入能调控液泡pH的基因，A正确；将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ，则会将终止子1一同切除，故只能用BamH Ⅰ，B错误；sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的，C正确；将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法，故农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上，D正确。
高中生物选择性必修三 学习笔记 第3章 第2节 第1课时 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建
第2节 基因工程的基本操作程序
第1课时 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建
[学习目标] 1.简述PCR的原理、条件及过程。2.简述基因表达载体的组成及构建过程。
一、目的基因的筛选与获取
1．培育转基因抗虫棉的四个步骤
(1)目的基因的____________。
(2)____________的构建。
(3)将目的基因导入________。
(4)目的基因的________。
2．目的基因
(1)概念：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__________等的基因就是目的基因。
(2)作用：根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指______________的基因。
(3)类型：与________、________、________和工业用酶等相关的基因，如培育转基因抗虫棉用到的________________，即Bt基因。
3．筛选合适的目的基因：从___________________的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。
4．获取目的基因的方法
(1)人工合成目的基因。
(2)常用________特异性地快速扩增目的基因。
(3)通过构建基因文库来获取目的基因。
5．利用PCR获取和扩增目的基因
(1)含义：PCR是________________的缩写。它是一项在体外提供参与DNA复制的____________与____________，对目的基因的______________进行大量复制的技术。
(2)原理：____________。
(3)基本条件
①场所：在一定的__________液中进行，其中一般要添加Mg2＋。
②模板：DNA母链。
③原料：4种________。 ④酶：________的DNA聚合酶。
⑤引物：使DNA聚合酶能够从引物的____端开始连接脱氧核苷酸。
(4)过程
①变性：当温度超过____ ℃时，双链DNA________为单链。
高考生物真题专项解析—转基因生物,从基因工程中溯源
高考生物真题专项解析—转基因生物，从基因工程中溯源
考向一 基因工程
【母题来源】2022年全国乙卷
【母题题文】(2022·全国·高考真题)新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
(1)新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是______，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的______来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是______。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体)，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明______(答出1种情况即可)；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明______。
(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是______。
[答案](1)逆转录酶##反转录酶
(2) 特异性核苷酸序列 退火##复性
(3) 曾感染新冠病毒，已康复 已感染新冠病毒，是患者
(4)获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 (检测受体能否产生S蛋白)
【试题解析】
PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；过程：①高温变性：DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开)；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
(1)分析题意可知，新冠病毒的遗传物质是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA到DNA的过程属于逆转录过程，逆转录过程需要的酶是逆转录酶(反转录酶)。