记公开课-《一轮复习—基因工程》

庆元中学生物组

　　谷琪婷老师在209班展开了一节一轮复习公开课-《基因工程》。

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一．导入

在人类与疾病的斗争中，乙肝疫苗的问世无疑为预防乙型肝炎病毒感染提供了强有力的武器。从传统的血源性疫苗到现代的基因工程疫苗，这一转变不仅提高了疫苗的安全性和经济性，也为我们深入理解基因工程的应用开辟了新的篇章。今天，就让我们一起走进基因工程的世界，探索乙肝疫苗的制备过程及其背后的科学原理。

教学过程

一、乙肝疫苗的制备背景

1.‌乙型肝炎的危害‌：人类是乙型肝炎病毒（HBV）的唯一宿主，乙肝病毒感染是导致肝硬化、肝癌的主要原因之一。接种乙肝疫苗是预防HBV感染的最有效方法。

2.‌传统疫苗与基因工程疫苗‌：传统血源性乙肝疫苗存在传播疾病的风险和成本高的缺点，已被更具安全性和经济性的基因工程疫苗所取代。

二、目的基因的获取与扩增

1.‌目的基因的功能‌：指导乙肝表面抗原（HBsAg）蛋白的合成。

2.‌获取方法‌：化学合成、基因文库、PCR技术。其中，PCR技术（聚合酶链式反应）通过模仿体内DNA半保留复制过程，在体外快速扩增特定的DNA片段。

3.‌PCR反应体系‌：包括引物、模板（HBsAg基因）、原料（dNTP）、耐高温的DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）和缓冲液。

4.‌PCR步骤‌：变性、退火（复性）、延伸。引物结合在模板链的3'端，启动DNA聚合酶发挥作用，扩增出等长的目的基因。

三、构建基因表达载体

1.‌载体的选择‌：大肠杆菌质粒作为运载体，具有对受体细胞无害、具标记基因、在宿主细胞内能自我复制及具有多个酶切位点等特点。

2.‌构建重组DNA分子‌：使用限制性内切核酸酶（限制酶）切割质粒和目的基因，产生相同的粘性末端。用DNA连接酶将切割后的质粒和目的基因连接起来，形成重组质粒。为了使重组质粒中目的基因正常表达，还需要插入复制起点、启动子和终止子等序列。

四、将目的基因导入受体细胞

1.‌受体细胞的选择‌：大肠杆菌作为受体细胞，具有繁殖快、易于培养等优点。

2.‌导入方法‌：使用氯化钙（Cacl2）处理大肠杆菌，使其处于感受态，增强捕获外源DNA的能力。将重组质粒导入感受态大肠杆菌中。

五、检测目的基因及其表达产物

1.‌筛选重组质粒‌：在培养基中加入抗生素和X-gal等筛选标记，挑选出白色菌落进一步培养，获得大量含有重组质粒的大肠杆菌。

2.‌检测目的基因‌：采用核酸分子杂交等方法检测重组质粒中是否含有目的基因。

3.‌检测表达产物‌：在已导入重组质粒的大肠杆菌中检测HBsAg抗原蛋白的表达情况。若检测不到表达产物，可能的原因包括HBsAg基因未导入大肠杆菌、未能成功转录或翻译等。对应的鉴定方法分别为核酸分子杂交和抗原抗体杂交等。

六、凝胶电泳技术

1.‌作用‌：分离、鉴定和纯化核酸分子。通过凝胶电泳可以观察DNA片段的迁移速率和大小分布。

2.‌原理‌：带电粒子在电场作用下向与其携带电荷相反的电极迁移。核酸分子带有负电荷，由负极向正极迁移。迁移速率主要受核酸片段长度、形状和所带电荷等因素影响。

小结:

‍ 通过本次一轮复习，我们深入了解了基因工程在乙肝疫苗制备中的应用。从目的基因的获取与扩增、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞到检测目的基因及其表达产物，每一步都充满了科学智慧和技术挑战。同时，我们也认识到凝胶电泳技术在基因工程研究中的重要性。在未来的学习中，我们将继续探索基因工程的奥秘，为人类健康事业贡献自己的力量。

　　课后，老师们对本节课内容进行了激烈的研讨，提出了宝贵的建议。