第3章

基因工程第2節(jié)

基因工程的基本操作程序

重組DNA分子

從社會中來轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的簡要過程蘇云金桿菌普通棉花（無抗蟲特性）棉花細胞抗蟲棉提取表達Bt基因?qū)肱c載體拼接1.目的基因的篩選與獲取（前提）2.基因表達載體的構(gòu)建（核心）3.將目的基因?qū)胧荏w細胞（關(guān)鍵）4.目的基因的檢測與鑒定（保證）Bt基因?qū)胄抡n自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)遷移應(yīng)用

目的基因的篩選與獲取一目錄

基因表達載體的構(gòu)建二

目的基因的檢測與鑒定四

將目的基因?qū)胧荏w細胞三深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一1.舉例說明什么是目的基因；3.獲取目的基因的方法有哪些？閱讀教材P76-77，回答下列問題：2.怎樣篩選合適的目的基因？一

目的基因的篩選與獲取一1.目的基因在基因工程的設(shè)計和操作中，用于改變受體細胞性狀或獲得預(yù)期表達產(chǎn)物等的基因就是目的基因。。（1）概念：（2）實例：主要是編碼特定蛋白質(zhì)的基因，也可以是具有調(diào)控作用的因子。與生物抗逆性、優(yōu)良品質(zhì)、生產(chǎn)藥物、毒物降解和工業(yè)用酶等相關(guān)的基因。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用轉(zhuǎn)基因番木瓜，它可以抵御番木瓜環(huán)斑病毒轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物一

目的基因的篩選與獲取一1.目的基因在基因工程的設(shè)計和操作中，用于改變受體細胞性狀或獲得預(yù)期表達產(chǎn)物等的基因就是目的基因。。（1）概念：（2）實例：主要是編碼特定蛋白質(zhì)的基因，也可以是具有調(diào)控作用的因子。與生物抗逆性、優(yōu)良品質(zhì)、生產(chǎn)藥物、毒物降解和工業(yè)用酶等相關(guān)的基因。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用轉(zhuǎn)基因芥屬能多吸收土壤中5.3倍的有毒金屬硒，而自身卻不會死亡。重組人胰島素注射液一

目的基因的篩選與獲取一1.目的基因在基因工程的設(shè)計和操作中，用于改變受體細胞性狀或獲得預(yù)期表達產(chǎn)物等的基因就是目的基因。。（1）概念：（2）實例：主要是編碼特定蛋白質(zhì)的基因，也可以是具有調(diào)控作用的因子。與生物抗逆性、優(yōu)良品質(zhì)、生產(chǎn)藥物、毒物降解和工業(yè)用酶等相關(guān)的基因。資料：蘇云金桿菌通過產(chǎn)生蘇云金桿菌伴胞晶體蛋白（Bt抗蟲蛋白），破壞鱗翅目昆蟲的消化系統(tǒng)來殺死棉鈴蟲。科學(xué)家將“殺蟲基因”轉(zhuǎn)入棉花中，棉花產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白抵抗蟲害。目的基因那么，如何篩選目的基因呢？深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一

2.篩選合適的目的基因深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用（2）實例：用蘇云金桿菌制成的生物殺蟲劑廣泛用于防治棉花蟲害（P27）對Bt基因的表達產(chǎn)物Bt抗蟲蛋白有了較為深入的了解蘇云金桿菌的殺蟲作用與Bt基因有關(guān)掌握了Bt基因的序列信息Bt基因是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉較為合適的目的基因功能清晰已知結(jié)構(gòu)（3）認識基因結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)方法測序技術(shù)→序列數(shù)據(jù)庫（如GenBank）→序列對比工具（如BLAST）（1）方法：Bt抗蟲蛋白基因（Bt基因）的篩選過程從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進行篩選是較為有效的方法之一。問題：篩選出來的目的基因，該怎么獲得它呢？前提：方法：基因比較小、核苷酸序列已知通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接合成DNA合成儀

蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列基因的核苷酸序列目的基因推測推測化學(xué)合成（1）人工合成目的基因（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用

將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。（了解）基因文庫基因組文庫cDNA文庫（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用

將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。（了解）①基因組文庫

將某種生物體內(nèi)的DNA全部提取出來，選用適當?shù)南拗泼福瑢NA切成一定范圍大小的DNA片段，然后，將這些DNA片段分別與載體連接起來，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，每個受體菌都含有了一段不同的DNA片段。也就是說，這個群體包含了這種生物的所有基因，叫做這種生物的基因組文庫。（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用①基因組文庫某種生物體內(nèi)的全部DNA適當?shù)牟煌拗泼盖懈钆c質(zhì)粒連接（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用①基因組文庫某種生物體內(nèi)的全部DNA適當?shù)牟煌拗泼盖懈钆c質(zhì)粒連接導(dǎo)入受體菌受體菌

每個受體菌都含有了一段不同的DNA片段。這個群體包含了這種生物的所有基因，叫做這種生物的基因組文庫。（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用②cDNA文庫如果用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA

反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補DNA(也叫cDNA)片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，那么，這個受體菌群體就叫做這種生物的cDNA文庫。某種生物體內(nèi)的全部DNA某個時期基因選擇性表達轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNA翻譯翻譯翻譯翻譯蛋白質(zhì)CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---某原核細胞基因非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)不編碼mRNA不編碼mRNA(編碼mRNA)啟動子終止子啟動子：啟動子是RNA聚合酶識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列終止子：給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列RNA聚合酶（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子啟動子：啟動子是RNA聚合酶識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列終止子：給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG轉(zhuǎn)錄mRNA某原核細胞基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG轉(zhuǎn)錄mRNA翻譯蛋白質(zhì)某原核細胞基因如果該基因為真核細胞基因有什么不同？一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---某真核細胞基因非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)不編碼mRNA不編碼mRNA(編碼mRNA)啟動子終止子RNA聚合酶外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子外顯子外顯子：編碼蛋白質(zhì)的序列稱為外顯子。內(nèi)含子：外顯子之間不能編碼蛋白質(zhì)的序列稱為內(nèi)含子。一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG轉(zhuǎn)錄初始mRNA某真核細胞基因外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子外顯子外顯子：編碼蛋白質(zhì)的序列稱為外顯子內(nèi)含子：外顯子之間不能編碼蛋白質(zhì)的序列稱為內(nèi)含子

外顯子和內(nèi)含子均會被轉(zhuǎn)錄成RNA，再經(jīng)過切去內(nèi)含子對應(yīng)部位、連接外顯子對應(yīng)部位等RNA加工過程，形成可以直接用于翻譯的mRNA。一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG轉(zhuǎn)錄某真核細胞基因外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子外顯子RNA加工CA……UAGGAUCCAGAUG翻譯蛋白質(zhì)外顯子和內(nèi)含子均會被轉(zhuǎn)錄成RNA，再經(jīng)過切去內(nèi)含子對應(yīng)部位、連接外顯子對應(yīng)部位等RNA加工過程，形成可以直接用于翻譯的mRNA初始mRNA成熟mRNA一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用②

cDNA文庫如果用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補DNA(也叫cDNA)片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，那么，這個受體菌群體就叫做這種生物的cDNA文庫。一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG轉(zhuǎn)錄mRNA翻譯蛋白質(zhì)某原核細胞基因CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUGmRNA翻譯蛋白質(zhì)反轉(zhuǎn)錄GT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTACCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……GT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……cDNA復(fù)制雙鏈DNA受體菌無啟動子、終止子等非編碼區(qū)--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子轉(zhuǎn)錄某原核細胞基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用②

cDNA文庫--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子CA……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG轉(zhuǎn)錄某真核細胞基因外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子外顯子RNA加工CA……UAGGAUCCAGAUG翻譯蛋白質(zhì)初始mRNA成熟mRNA--ATGCATGCAT……CGATCGTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GCTAGCATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(編碼mRNA)啟動子終止子CA

……UCCCUAAGGAUAGCCAUCCCAGAUG轉(zhuǎn)錄某真核細胞基因外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子外顯子RNA加工CA……UAGGAUCCAGAUG翻譯蛋白質(zhì)初始mRNA成熟mRNA反轉(zhuǎn)錄GT……ATCCTAGGTCTACGT……ATCCTAGGTCTACCA……TAGGATCCAGATG復(fù)制受體菌無啟動子、終止子等非編碼區(qū)及無內(nèi)含子文庫類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小基因中啟動子（具有啟動作用的DNA片段）基因中內(nèi)含子（位于編碼蛋白質(zhì)序列內(nèi)的非編碼DNA片段）基因多少小大無有無有某種生物的部分基因某種生物的全部基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因

將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。（了解）基因組文庫cDNA文庫一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因基因組文庫cDNA文庫怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因呢？一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因基因組文庫cDNA文庫怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因呢？這還是一件比較復(fù)雜的事情，簡單地說就是根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，例如根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA以及基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性來獲取目的基因。從DNA文庫中獲取并擴增目的基因通常采用PCR。前提：方法：基因比較小、核苷酸序列已知通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接合成DNA合成儀

蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列基因的核苷酸序列目的基因推測推測化學(xué)合成（1）人工合成目的基因（2）通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因（3）用PCR特異性地快速擴增目的基因一

目的基因的篩選與獲取一3.獲取目的基因的方法深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用基因組文庫cDNA文庫1.(2023·山西太原高二診斷)下列有關(guān)獲取目的基因的敘述，錯誤的是（

）

A.目的基因就是編碼蛋白質(zhì)的基因B.獲取目的基因是基因工程的第一步C.來自蘇云金桿菌的Bt抗蟲蛋白基因可作為轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的目的基因D.序列比對工具的應(yīng)用為科學(xué)家找到合適的目的基因提供了更多的機會A目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。課堂練習(xí)遷移應(yīng)用自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一1.PCR的概念和原理；3.PCR的過程和結(jié)果。閱讀教材P77-79，回答下列問題：2.PCR需要哪些條件？解旋合成子鏈復(fù)旋深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用PCR是聚合酶鏈式反應(yīng)的縮寫。它是一項在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對目的基因的核苷酸序列進行大量復(fù)制的技術(shù)。DNA的半保留復(fù)制穆里斯（1）概念：（2）原理：一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（3）基本條件：復(fù)習(xí)：

DNA在細胞內(nèi)復(fù)制所需要的條件條件名稱模板DNA的兩條母鏈原料4種脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶DNA聚合酶PCR所需要的條件條件名稱模板DNA的兩條母鏈原料4種脫氧核苷酸能量加熱、ATP酶DNA聚合酶推測深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（3）基本條件：耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）四種脫氧核苷三磷酸（dNTP））DNA模板引物穩(wěn)定的緩沖溶液（一般添加Mg2+）PCR儀實質(zhì)上就是一臺能夠自動調(diào)控溫度的儀器。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（3）基本條件：dNTP的作用：既可作為合成DNA子鏈的原料，又可為DNA的合成提供能量。4種脫氧核苷酸(實質(zhì)是4種脫氧核苷三磷酸dNTP)①原料：dATPdGTPdCTPdTTP深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（3）基本條件：②引物一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸。長度通常為20~30個核苷酸。若引物長度過短，則：引物與模板鏈結(jié)合的特異性較差。DNA聚合酶不具有從頭合成子鏈的功能，引物為DNA聚合酶提供了游離的3′端，

使DNA聚合酶從3′端延伸子鏈。3’5’DNA母鏈13’5’DNA母鏈23’5’引物13’5’引物2由于DNA兩條鏈是反向平行的，序列不同，所以需要2種引物。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（3）基本條件：一定量的模板DNA引物4種脫氧核苷酸（或dNTP）耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）緩沖液Mg2+作為DNA復(fù)制的模板使DNA聚合酶能從引物3′端開始連接脫氧核苷酸作為合成DNA子鏈的原料（并為DNA合成提供能量）提供相對穩(wěn)定的pH環(huán)境催化合成DNA子鏈真核細胞和細菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（4）擴增過程：①變性②復(fù)性③延伸冷卻加熱深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（4）擴增過程：第1步：變性當溫度>90℃時，雙鏈DNA解旋為單鏈。（斷氫鍵）5’3’3’5’5’3’3’5’①變性②復(fù)性③延伸冷卻加熱深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（4）擴增過程：①變性②復(fù)性③延伸冷卻加熱當溫度下降到50℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。5’3’3’5’第2步：復(fù)性5’3’3’5’深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（4）擴增過程：①變性②復(fù)性③延伸冷卻加熱當溫度上升到72℃左右時，溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則，加到引物的3’端，合成新的DNA鏈。DNA新鏈延伸的方向：

5’端→3’端

5’3’3’5’5’3’3’5’3’5’5’3’第3步：延伸深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（5）結(jié)果：成指數(shù)形式擴增（約為2n，其中n為擴增循環(huán)的次數(shù)）（6）PCR擴增產(chǎn)物的鑒定：瓊脂糖凝膠電泳100bp200bp300bp400bp500bp600bp700bp800bp1,200bp1,000bp900bp標準樣品1樣品2樣品3

較小的DNA片段在凝膠中移動相對容易，較大的DNA片段移動難。當電泳結(jié)束時，比較DNA樣品所在的位置和一系列已知大小的DNA片段的位置（標準），這些已知大小的片段稱為DNA分子量標準樣。原因：一個循環(huán)得到的產(chǎn)物可以作為下一個循環(huán)的模板，因而每一次循環(huán)后目的基因的量可以增加一倍。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因①用PCR可以擴增mRNA嗎？②PCR擴增的是完整的模板DNA分子嗎？并說明理由。③利用PCR技術(shù)擴增目的基因，在第幾次循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段（即出現(xiàn)完整的目的基因）？此時，這種DNA占多少比例？④如果已知某目的基因的序列和結(jié)構(gòu)，利用PCR篩選和擴增出該目的基因的關(guān)鍵是什么？⑤引物設(shè)計的原則有哪些？⑥要保證目的基因能與載體相連接，還要對引物進行什么操作？（7）進一步探究：分析PCR擴增技術(shù)深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因①用PCR可以擴增mRNA嗎？mRNA不可以直接擴增，需要將它逆轉(zhuǎn)錄為cDNA再進行擴增。由mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過程是：第一步，逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成一條與RNA互補的DNA鏈，形成RNA-DNA雜交分子；第二步，核酸酶H降解RNA-DNA雜交分子中的RNA鏈，使之變成單鏈DNA；第三步，以單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一條互補的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子。單鏈RNARNA-DNA雜交雙鏈單鏈DNA雙鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶核酸酶HDNA聚合酶（7）進一步探究：分析PCR擴增技術(shù)深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因②PCR擴增的是完整的模板DNA分子嗎？并說明理由。不是完整的模板DNA分子；PCR擴增的僅僅是兩種引物之間所對應(yīng)的特定DNA片段。（7）進一步探究：分析PCR擴增技術(shù)深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因③利用PCR技術(shù)擴增目的基因，在第幾次循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段（即出現(xiàn)完整的目的基因）？此時，這種DNA占多少比例？5’3’5’5’第一次循環(huán)第二次循環(huán)3’5’第三次循環(huán)3’3’目的基因目的基因第3輪；1/4（7）進一步探究：分析PCR擴增技術(shù)PCR相關(guān)計算長鏈-中長鏈DNA____個含有引物A的DNA____個含有引物B的DNA____個211引物A引物B擴增一次深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用中長鏈-短鏈DNA____個2長鏈-中長鏈DNA____個含有引物A的DNA____個含有引物B的DNA____個233擴增兩次PCR相關(guān)計算深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用中長鏈-短鏈DNA____個4長鏈-中長鏈DNA____個含有引物A的DNA____個含有引物B的DNA____個277短鏈-短鏈DNA______個2出現(xiàn)完整的目的基因

擴增三次PCR相關(guān)計算中長鏈-短鏈DNA____個長鏈-中長鏈DNA____個含有引物A的DNA____個含有引物B的DNA____個短鏈-短鏈DNA______個擴增四次2815156PCR相關(guān)計算擴增次數(shù)1次2次3次4次n次DNA總數(shù)212223242n長鏈-中長鏈DNA中長鏈-短鏈DNA短鏈-短鏈DNA含引物A(或B)的DNA20022240226822n-22n-2n137152n-1PCR相關(guān)計算深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用長鏈條數(shù)：始終是最初DNA分子的兩條鏈。中鏈條數(shù)：始終是最初DNA分子的兩條長鏈為模板形成的，并且每復(fù)制一次，新形成的中鏈增加兩條。短鏈條數(shù)：所有的DNA分子中，除長鏈和中鏈外，余下的即為短鏈。復(fù)制過程中共需引物_______對2n-1深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用一

目的基因的篩選與獲取一4.利用PCR獲取和擴增目的基因（7）進一步探究：分析PCR擴增技術(shù)④如果已知某目的基因的序列和結(jié)構(gòu)，利用PCR篩選和擴增出該目的基因的關(guān)鍵是什么？根據(jù)目的基因兩端的核苷酸序列設(shè)計引物。【例1】下圖是某同學(xué)設(shè)計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)，都不合理，請分別說明理由。第1組：

；第2組：