人教新课标选修难点剖析(1.2 基因工程的基本操作程序)
难点剖析
知识·巧学
一、目的基因的获取
基因操作的第一步,是取得人们所需要的特定基因,也就是目的基因。例如,前面提到的苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因,还有植物的抗病(抗病毒、抗细菌)基因、种子的储藏蛋白的基因,以及人的胰岛素基因、干扰素基因等,都是目的基因。
1.从基因文库中获取目的基因
要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因,犹如大海捞针,是十分不易的。科学家们经过不懈地探索,想出了许多办法,概括地说,主要有两条途径:一条是从供体细胞的dna中直接分离基因;另一条是人工合成基因。
将某种生物体内的dna全部提取出来,选用适当的限制酶,将dna切成一定范围大小的dna片段,然后,将这些dna片段分别与载体连接起来,导入受体菌的群体中储存,每个受体菌都含有了一段不同的dna片段。这个群体包含了这种生物的所有基因,叫做这种生物的基因组文库。如果用某种生物发育的某个时期的mrna反转录产生的多种互补dna(也叫cdna)片段,与载体连接后储存在一个受体菌群体就叫做这种生物的cdna文库。
知识拓展
直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”。这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟,无论哪一颗弹粒击中目标,都能把鸟打下来。鸟枪法的具体做法是:用限制酶将供体细胞中的dna切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细胞所提供的dna(外源dna)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增),从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的dna片段分离出来。如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。
用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工作量大,具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的dna片段,不能直接用于基因的扩增和表达,因此,在获取真核细胞中的目的基因时,一般是用人工合成基因的方法。
2.利用pcr技术扩增目的基因
20世纪80年代以后,随着dna核苷酸序列分析技术的发展,人们已经可以通过dna序列自动测序仪对提取出来的基因进行核苷酸序列分析,并且通过一种扩增dna的新技术(也叫pcr技术),使目的基因片段在短时间内成百万倍地扩增。上述新技术的出现大大简化了基因工程的操作技术。
资源难易程度:★★★★★★★★★★★★★★★
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