新課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.闡明基因工程的原理和基本操作程序。2.針對(duì)人類生產(chǎn)或生活中的某一需求，選取適當(dāng)?shù)幕蚬こ痰募夹g(shù)和方法，嘗試設(shè)計(jì)獲得某一轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的方案。3.嘗試進(jìn)行PCR的基本操作并用電泳鑒定PCR的產(chǎn)物。1.科學(xué)思維——結(jié)合生產(chǎn)實(shí)例，舉例說出基因工程的基本操作程序。2.科學(xué)探究——針對(duì)人類生產(chǎn)和生活的某一需求，嘗試提出初步的基因工程構(gòu)想，完成初步設(shè)計(jì)。第2節(jié)基因工程的基本操作程序（2）培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的簡(jiǎn)要過程：提取棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入普通棉花(無抗蟲特性)棉花植株(有抗蟲特性)思考：將生物的所有DNA直接導(dǎo)入受體細(xì)胞不是更簡(jiǎn)便嗎？如果這么做，效果會(huì)怎樣？這種方法針對(duì)性差，完全靠運(yùn)氣，也無法確定哪些基因?qū)肓耸荏w細(xì)胞?；虮磉_(dá)載體是由哪些部分組成的呢？1.構(gòu)建原因

①

;②

。使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心步驟2.基因表達(dá)載體的組成

當(dāng)誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以激活或抑制目的基因的表達(dá)。終止子啟動(dòng)子目的基因標(biāo)記基因復(fù)制原點(diǎn)基因表達(dá)載體（1）啟動(dòng)子：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的____片段。DNA①本質(zhì)：②位置：位于基因的____，緊挨____________。上游轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)③功能：RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。誘導(dǎo)型啟動(dòng)子：（啟動(dòng)子≠起始密碼）終止子啟動(dòng)子目的基因標(biāo)記基因復(fù)制原點(diǎn)基因表達(dá)載體（2）終止子：①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的____片段。DNA②位置：位于基因的_____。下游③功能：使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來。（3）標(biāo)記基因：①作用：便于重組DNA分子的篩選。（4）目的基因：②常見類型：抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等。如Bt基因,能控制表達(dá)所需要的特殊性狀。（5）復(fù)制原點(diǎn)：DNA復(fù)制的起始位點(diǎn)。注意：目的基因必須插入到

與

之間。啟動(dòng)子終止子（終止子≠終止密碼）重組DNA分子限制酶3.基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程目的基因限制酶切割位點(diǎn)獲取目的基因DNA連接酶基因表達(dá)載體構(gòu)建模式圖限制酶啟動(dòng)子限制酶切割位點(diǎn)終止子標(biāo)記基因復(fù)制原點(diǎn)質(zhì)粒同種限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶？①單酶切法目的基因3.基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程思考：?jiǎn)蚊盖械姆椒ㄈ毕菔鞘裁?？單酶切缺點(diǎn):質(zhì)粒重新環(huán)化目的基因自身環(huán)化質(zhì)粒與目的基因反向連接

(后果)如何避免上述問題？abab雙酶切的優(yōu)點(diǎn):防止質(zhì)粒重新環(huán)化防止質(zhì)粒與目的基因反向連接防止目的基因自身環(huán)化②雙酶切法【典例】如圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程示意圖，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ為四種限制性內(nèi)切核酸酶。下列說法錯(cuò)誤的是(

)BA.卡那霉素抗性基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來B.表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)需要用到限制酶SmaⅠC.圖示過程是基因工程的核心步驟D.除圖示組成外，表達(dá)載體中還應(yīng)該含有啟動(dòng)子和終止子等結(jié)構(gòu)【變式訓(xùn)練】以下關(guān)于基因表達(dá)載體的構(gòu)建的說法正確的是(

) A.基因表達(dá)載體的構(gòu)建是在生物體的細(xì)胞內(nèi)完成的 B.基因表達(dá)載體中只有啟動(dòng)子才能驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄出mRNA C.基因表達(dá)載體的組成應(yīng)包括啟動(dòng)子、終止密碼子、目的基因、標(biāo)記基因等 D.基因表達(dá)載體通常采用抗生素合成基因作為標(biāo)記基因B三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（一）導(dǎo)入植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法(最多)

導(dǎo)入方法1.花粉管通道法：我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)①用___________將___________________直接注入____中；微量注射器含目的基因的DNA溶液子房②在植物受粉后的一定時(shí)間內(nèi)，剪去____，將________滴加在________上，使目的基因借助___________進(jìn)入_____；柱頭DNA溶液花柱切面花粉管通道胚囊受體細(xì)胞：受精卵子房花粉柱頭花粉管精子卵細(xì)胞胚囊③花粉管通道法的過程：

目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程2.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法①轉(zhuǎn)化：②農(nóng)桿菌特點(diǎn)：a.能在自然條件下侵染___________和_________，而對(duì)大多數(shù)___________沒有侵染能力；雙子葉植物裸子植物單子葉植物b.農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有______，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將______上的______（___________）轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且將其_________________________；Ti質(zhì)粒Ti質(zhì)粒T-DNA可轉(zhuǎn)移的DNA整合到該細(xì)胞的染色體DNA上

將目的基因插入_____________中，通過農(nóng)桿菌的_____作用，就可以使目的基因___________③利用農(nóng)桿菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化的思路：Ti質(zhì)粒的T-DNA轉(zhuǎn)化進(jìn)入植物細(xì)胞④農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程：T-DNA目的基因構(gòu)建表達(dá)載體含目的基因的重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞表現(xiàn)出新性狀的植物植物細(xì)胞將目的基因插入染色體DNA中植物組織培養(yǎng)兩次拼接：第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA上；第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T-DNA拼接到受體細(xì)胞染色體的DNA上。兩次導(dǎo)入：第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒重新導(dǎo)入農(nóng)桿菌；第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。

提醒：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的兩次拼接、兩次導(dǎo)入⑤轉(zhuǎn)化的具體方法：a.可以將新鮮的從葉片上取下的圓形小片_______________，然后_____________，并__________；受體細(xì)胞為_______與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)篩選轉(zhuǎn)化細(xì)胞再生成植株體細(xì)胞b.可以將____直接浸沒在________________中一段時(shí)間，然后培養(yǎng)植株并獲得____，再進(jìn)行_____、_____等；受體細(xì)胞為_______花序含有農(nóng)桿菌的溶液種子篩選鑒定受精卵——顯微注射法1.受體細(xì)胞：受精卵。(因?yàn)槭芫讶菀妆憩F(xiàn)出全能性)2.過程：2023/1/29構(gòu)建基因表達(dá)載體并提純利用顯微注射將基因表達(dá)載體注入動(dòng)物的受精卵中早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植獲得具有新性狀的動(dòng)物（二）導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞顯微注射法——Ca2+處理法1.受體細(xì)胞：

常用原核生物作為受體細(xì)胞，其中以大腸桿菌最廣泛。2.原核生物的優(yōu)點(diǎn):

繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、易于培養(yǎng)。3.一般過程:2023/1/29Ca2+處理大腸桿菌使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)將重組的基因表達(dá)載體導(dǎo)入其中（Ca2+的作用：增加細(xì)胞壁的通透性）（感受態(tài)細(xì)胞）（三）導(dǎo)入入微生物細(xì)胞Ca2+感受態(tài)細(xì)胞吸收實(shí)例：利用轉(zhuǎn)基因大腸桿菌生產(chǎn)藥物注意：原核生物作為受體細(xì)胞產(chǎn)生的真核生物的蛋白質(zhì)通常沒有生物活性（無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工），需要在體外進(jìn)行再加工。生物種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;花粉管通道法顯微注射法Ca2＋處理法(感受態(tài)細(xì)胞法)受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞小結(jié)：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(1)花粉管通道法是我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法，主要適用于雙子葉植物和裸子植物。()解析：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法主要適用于雙子葉植物和裸子植物。(2)農(nóng)桿菌侵入植物細(xì)胞后，其Ti質(zhì)粒上的T－DNA能轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且整合到該細(xì)胞的染色體DNA上。()(3)培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)，常選擇受精卵作為受體細(xì)胞，利用顯微注射法將目的基因直接注入受精卵中。(

)(4)將目的基因?qū)朐思?xì)胞時(shí)，通常用大腸桿菌作為受體細(xì)胞，并需要用Ca2＋處理大腸桿菌，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的狀態(tài)。(

)×√√√【基礎(chǔ)過關(guān)】【典例】下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法中，不正確的是(

) A.我國(guó)利用花粉管通道法培育了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 B.用Ca2＋處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細(xì)胞 C.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用、最有效的方法是顯微注射法 D.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育大多單子葉轉(zhuǎn)基因植物

解析：目前我國(guó)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是利用花粉管通道法培育的，A正確；為使大腸桿菌易吸收DNA分子，應(yīng)先用氯化鈣溶液進(jìn)行處理，使大腸桿菌處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)，B正確；顯微注射技術(shù)是將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最為有效的一種方法，C正確；農(nóng)桿菌對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有侵染能力，D錯(cuò)誤。D【檢測(cè)】菊花是一種雙子葉植物，易感桃蚜。桃