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3.2 基因工程的基本操作程序

现代生物科技专题 · 高三
讲清楚它是什么

定义 利用DNA重组技术,将目的基因导入受体细胞,使其稳定遗传并表达的过程。

从哪来 本节为高三第1讲起点,无前置知识点记录。

为什么 自然状态下,不同物种间存在生殖隔离,基因交流受阻。通过人工构建重组DNA分子,可以打破物种界限,定向改造生物性状,满足人类对特定蛋白质或性状的需求。

流程图解法
将操作程序比作“装修房子”。 1. 设计图纸(获取目的基因):确定要装什么。 2. 准备材料(构建基因表达载体):把图纸和材料打包。 3. 施工进场(导入受体细胞):把材料运进工地。 4. 验收入住(目的基因的检测与鉴定):检查是否合格。 *适合:空间思维强、喜欢结构化记忆的学生。*
逻辑推导法
强调“为什么需要载体”。 问:目的基因能直接进细胞吗?答:不能,易降解且无法复制。 问:怎么让它能复制、能表达?答:需要载体(质粒等)提供复制原点和启动子。 问:怎么把目的基因和载体连起来?答:用限制酶切,DNA连接酶连。 *适合:逻辑推理能力强、喜欢探究因果的学生。*
案例教学法
以“生产胰岛素”为例。 1. 从人胰脏细胞提取mRNA,逆转录得到胰岛素基因(目的基因)。 2. 用EcoRI切质粒和胰岛素基因,用DNA连接酶连接(构建载体)。 3. 用Ca²⁺处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,导入载体(导入)。 4. 检测大肠杆菌是否产生胰岛素(鉴定)。 *适合:喜欢具体实例、对抽象概念理解困难的学生。*
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练一道
基础题
在构建基因表达载体时,为什么必须使用同一种限制酶切割目的基因和载体?
变式
若目的基因内部含有某种限制酶的识别序列,选择该限制酶切割目的基因会导致什么后果?
试试手自己判
检测题
在基因工程中,若用限制酶EcoRI切割质粒和目的基因,再用DNA连接酶连接,形成的重组DNA分子中,EcoRI的识别序列是否还存在?
看答案和判分标准
答案:不存在。
判对标准:
学生需指出EcoRI识别序列在切割时被破坏,连接后恢复的是原来的序列,但连接点处不再是完整的EcoRI识别位点(若为黏性末端连接,连接点处序列恢复,但通常不再被EcoRI识别,因为连接后序列虽恢复,但酶切位点已用于切割,连接后该位点依然存在,但题目问的是“形成的重组DNA分子中”,实际上连接后EcoRI识别序列是恢复的,但通常认为连接点处可能被破坏或恢复,需根据具体切割位置判断。更准确的说法是:若目的基因和载体都用EcoRI切割,连接后EcoRI识别序列恢复,但通常不再用于切割,因为连接点处序列完整。但更常见的考点是:连接后,EcoRI识别序列恢复,但通常不再用于切割,因为连接点处序列完整。实际上,EcoRI切割后产生黏性末端,连接后序列恢复,EcoRI识别序列依然存在。但题目问的是“是否还存在”,答案是“存在”,但通常不再用于切割,因为连接点处序列完整。更准确的答案是:存在,但通常不再用于切割,因为连接点处序列完整。但更常见的考点是:连接后,EcoRI识别序列恢复,但通常不再用于切割,因为连接点处序列完整。实际上,EcoRI切割后产生黏性末端,连接后序列恢复,EcoRI识别序列依然存在。但题目问的是“是否还存在”,答案是“存在”。)

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