人教版高中生物选修三
1．2 基因工程的基本操作程序
阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测和鉴定等步骤。
知识点一 目的基因的获取
1.目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。 2.目的基因的获取方法 (1)从基因文库中获取
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的基因，称为基因文库。
??基因组文库：包含一种生物所有的基因②种类?
?部分基因文库：包含一种生物的一部分基因?
③提取依据：基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质等特性。
(2)利用PCR技术扩增目的基因
①PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 ②目的：短时间内大量扩增目的基因。 ③原理：DNA双链复制。 ④过程
第一步：加热至90～95 ℃，DNA解链；
第二步：冷却至55～60 ℃，引物结合到互补DNA链；
第三步：加热至70～75 ℃，热稳定DNA聚合酶(Taq酶)从引物起始进行互补链的合成。 如此重复循环多次。 ⑤特点：指数形式扩增。 (3)人工合成
如果目的基因较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA合成仪用化学方法人工合成。
1．cDNA文库与基因组文库的区别
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文库类型 文库大小 基因中启动子 基因中内含子 基因多少 物种间的基因交流 2.PCR技术与DNA复制的区别
项目 解旋方式 场所 酶 DNA复制 解旋酶催化 细胞内(主要在细胞核内) 解旋酶、普通的DNA聚合酶等 细胞内温和条件 DNA分子 PCR技术 DNA在高温作用下变性解旋 细胞外(主要在扩增仪内) 耐热的DNA聚合酶(Taq酶) 需控制温度，在较高温度下进行 DNA片段或基因 cDNA文库 小 无 无 某种生物的部分基因 可以 基因组文库 大 有 有 某种生物的全部基因 部分基因可以 温度条件 合成的对象 3.获取目的基因的方法 项目 基因组文库 部分基因文库(如cDNA文库) PCR技术扩增 人工合成 2
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过程 可在短时间内大量扩增目的基因 需要严格控制温度、技术要求高
1．下列有关获取目的基因的方法的叙述，错误的是( )
A．直接分离目的基因的方法的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性 B．由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法 C．目前人工合成基因的方法主要有两种，分别是反转录法和化学合成法 D．PCR技术的原理是DNA复制，需要RNA聚合酶催化DNA合成
[解析]选D。PCR技术的原理是DNA分子的复制，需要耐高温的DNA聚合酶催化DNA合成，并以脱氧核苷酸等为原料。
2．(2019·湖北黄冈高二期中)下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述中正确的是( )
专一性强，可产生自然界中不存在的新基因 适用范围小 优点 操作简单 专一性强 缺点 工作量大、盲目性大、操作过程较麻烦，专一性差 技术要求过高
A．三种方法都需要酶并均在体外进行
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B．①②③碱基对的排列顺序均相同 C．三种方法均属于人工合成法 D．方法a不遵循中心法则
[解析]选A。这三种方法都是在体外进行的，且都用到酶(方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶；方法b需要限制酶；方法c需要DNA聚合酶)，A正确；通过方法a得到的目的基因不含有内含子，通过方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种，因此①②③碱基对的排列顺序不都相同，B错误；图示a和c属于人工合成法，而b是从供体细胞的DNA中直接分离目的基因的方法，C错误；方法a遵循中心法则，D错误。
3．(2019·苏州高二检测)以下为形成cDNA(图中的单链DNA)过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是(多选)( )
A．催化①过程的酶是逆转录酶
B．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合 C．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温
D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%
[解析]选AB。由题意可知，①②③④⑤分别表示逆转录、DNA的复制、DNA解链、引物结合到互补DNA链及互补链的合成，B正确；①过程由逆转录酶催化完成，A正确；催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，过程⑤是在70～75 ℃的高温条件下进行的，只有该过程中的酶需耐高温，C错误；在DNA分子中有T无U，D错误。
知识点二 基因表达载体的构建
1．构建基因表达载体的目的
(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．基因表达载体的组成
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基因表达载体的组成
两子启动和终止；目的基因在中间；标记基因来筛选。
3．基因表达载体的功能：通过基因表达载体将目的基因导入受体细胞。
1．真核细胞的基因结构
(1)结构：①编码区：内含子、外显子；②非编码区：启动子、终止子。基因结构如下图所示：
(2)表达：只有编码区能转录生成RNA，且内含子转录生成的部分要剪切掉，即转录生成的mRNA只有外显子的对应部分。因此，以mRNA为模板，反转录产生的目的基因中没有内含子、启动子和终止子。
??本质：一段有特殊结构的DNA片段??位置：基因的首端启动子?基因?功能：是RNA聚合酶识别和结合的
2.表达? 部位，驱动目的基因转录出mRNA??载体本质：一段有特殊结构的DNA短片段 ???的组终止子?位置：基因的尾端
??成?功能：使转录在所需要的地方停止下来?复制原点：使目的基因复制和传递
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
基因表达载体易错点剖析
(1)基因工程中的基因表达载体≠载体：基因表达载体与载体相比增加了目的基因。
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目的基因：主要是指编码蛋白质的基因
人教版高中生物选修三1.2 基因工程的基本操作程序
