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1、第 2 课时基因工程的基本操作程序 目标导航 1 简述基因工程原理及基本操作程序 2 尝试设计某一转基因生物的研制过程 一 基因工程的基本操作程序 1 的获取 2 的构建 3 将目的基因导入 4 目的基因的 与鉴定 二 目的基因的获取 1 目的基因 主要是指编码蛋白质的 也可以是一些具有 2 基因文库 1 基因文库的含义 将含有某种生物不同基因的许多 导入 的 群体中储存 各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因 称为基因文库 2基因文 库的种类 基因组文库 含有一种生物的基因 部分基因文库 含有一种生物的基因 3 获取目的基因的方法 1 从基因文库中获取目的基因 目的基因的 获取依据 a 基因
2、的序列 b 基因的功能 c 基因在上的位置 d 基因的产物 mRNA e 基因的产物蛋白质 2 利用 PCR 技术扩增目的基因 PCR 的含义 是一项在生物体外 特定 DNA 片段的核酸合成技术 过程 目的基因受热形成 与 结合 在 的作用下延 伸形成 DNA 方式 指数扩增 2 n n为扩增循环的次数 3 人工合成法 若 较小 序列已知 可以人工合成 三 基因表达载体的构建 1 组成 启动子 位置 基因的 功能 是识别和结合的部位 驱动基因转录出 位置 基因的 功能 终止 标记基因 受体细胞中是否含有 2 功能 1 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以 给下一代 2 使目的基因 和发挥作
3、用 四 将目的基因导入受体细胞 1 转化 进入受体细胞内 并且在受体细胞内 和 的过程 2 导入植物细胞 1 方法 基因枪法 2 农杆菌特点 易感染 和 Ti 质粒上的 可转移至受体细胞 并且整合到受体细胞 上 3 导入动物细胞 1 常用方法 技术 2 常用受体细胞 4 导入微生物细胞 1 原核生物特点 多为 遗传物质相对 等 2 对受体细胞的常用处理方法 用 处理细胞 使细胞处于一种能吸收周围 环境中 DNA 分子的生理状态 这种细胞称为 五 目的基因的检测与鉴定 1 分子水平 上的检测 与鉴定 技术 检测转基因生物的上的目 的基因 检测目的基因是否转录 抗原 抗体杂交技术 用于检测目的基因
4、是否 翻译 2 个体生物学水平上的检测与鉴定 如一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后 是否赋予了植物抗虫或抗病特性 需要做抗虫或抗病的 知识点一目的基因获取的几种方法 1 有关目的基因的获取和基因文库的理解 不正确的是 A 目的基因可以从自然界中分离 也可以人工合成 B 目的基因主要指编码蛋白质的结构基因 C 基因文库就是基因组文库 D cDNA 文库只含有某种生物的一部分基因 2 下列属于PCR 技术所需条件的是 单链的核苷酸序列引物 目的基因所在的DNA 片段 脱氧核苷酸 核糖 核苷酸 DNA 连接酶 DNA 聚合酶 DNA 限制酶 A B C D 知识点二基因表达载体的构建和目的基因的
5、导入 3 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中 下列操作错误的是 A 用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B 用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C 将重组DNA 分子导入烟草原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 4 下图为某种质粒表达载体的简图 小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoR BamH 的酶切位点 amp R 为青霉素抗性基因 tet R 为四环素抗性基因 P 为启动子 T 为终止子 ori为复制原点 已知目的基因的两端分别有包括EcoR BamH 在内的多 种酶的酶切位点 据图回答 1 将含有目的基因的DNA 与质粒分别用EcoR 酶切
6、 酶切产物用DNA 连接酶进行 连 接 后 其 中 由 两 个DNA片 段 之 间 连 接 形 成 的 产 物 有 三种 若要从这些连接产物中分离出 重组质粒 需要对这些连接产物进行 2 用上述3 种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验 之后将这些宿 主 细 胞 接 种 到 含 四 环 素 的 培 养 基 中 能 生 长 的 原 核 宿 主 细 胞 所 含 有 的 连 接 产 物 是 若接种到含青霉素的培养基中 能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物 是 3 目的基因表达时 RNA聚合酶识别和结合的位点是 其合成的产物是 4 在上述实验中 为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的
7、末端发生任意连 接 酶切时应选用的酶是 知识点三目的基因的检测与鉴定 5 目的基因导入受体细胞后 是否可以稳定维持和表达其遗传特性 只有通过鉴定和 检测才能知道 下列属于目的基因检测和鉴定的是 检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因 检测目的 基因是否转录mRNA 检测目的基因是否翻译蛋白质 A B C D 知识点四知识整合 基因工程操作的全过程 6 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线 图中tet R 表示四环素抗 性基因 amp R 表示氨苄青霉素抗性基因 BamH Hind Sma 直线所示为三种限 制酶的酶切位点 据图回答 1 图中将人乳铁蛋白基因插入载体
8、 需用 限制酶同时酶切载体和人乳 铁蛋白基因 筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行 2 能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 填字母代号 A 启动子B tet R C 复制原点D amp R 3 过程 可采用的操作方法是 填字母代号 A 农杆菌转化B 大肠杆菌转化 C 显微注射D 细胞融合 4 为检测人乳铁蛋白是否成功表达 可采用 填字母代号 技术 A 核酸分子杂交B 基因序列分析 C 抗原 抗体杂交D PCR 7 如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程 请据图作答 1 图中基因工程的基本过程可以概括为 四步曲 2 能否利用人的皮肤细胞来完成 过程 为什
9、么 3 过程 必需的酶是 酶 过程 必需的酶是 酶 4 若 A 中共有a个碱基对 其中鸟嘌呤有b个 则 过程连续进行4 次 至少需 提供胸腺嘧啶 个 5 在利用A B 获得C 的过程中 必须用 切割A 和 B 使它们产生 再加入 才可形成C 6 为使过程 更易进行 可用 药剂 处理 D 基础落实 1 下列获取目的基因的方法中需要模板链的是 从基因文库中获取目的基因 利用 PCR 技术扩增目的基因 反转录法 通过 DNA 合成仪利用化学方法人工合成目的基因 A B C D 2 采用基因工程的方法培育抗虫棉 下列导入目的基因的方法正确的是 将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA 序列注
10、射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA 序列与质粒重组 导入农杆菌 用该细菌感染棉的体细 胞 再进行组织培养 将编码毒素蛋白的DNA 序列与细菌质粒重组 借助花粉管通道进入受精卵 A B C D 3 基因工程是在DNA 分子水平上进行设计施工的 在基因操作的基本步骤中 不进 行碱基互补配对的是 A 人工合成目的基因 B 目的基因与载体结合 C 将目的基因导入受体细胞 D 目的基因的检测和表达 4 研究人员想将生长激素基因通过质粒导入大肠杆菌细胞内 以表达产生生长激素 已知质粒中存在两个抗性基因 A 是抗链霉素基因 B 是抗氨苄青霉素基因 且目的基因不 插入基因 A B 中 而大肠杆菌不带任何抗
11、性基因 则筛选获得 工程菌 的培养基中的抗 生素首先应该 A 仅有链霉素 B 仅有氨苄青霉素 C 同时有链霉素和氨苄青霉素 D 无链霉素和氨苄青霉素 5 如图为表达载体的模式图 若结构X 是表达载体所必需的 则X 最可能是 A 氨苄青霉素抗性基因B 启动子 C 限制酶D DNA 连接酶 能力提升 6 质粒是基因工程中最常用的载体 它存在于许多细菌体内 某细菌质粒上的标记基 因如图所示 通过标记基因可以推知外源基因 目的基因 是否转移成功 外源基因插入的位 置不同 细菌在培养基上的生长情况也不同 如图所示外源基因在质粒中可插入的位置有a b c 点 某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析 其中
12、分析正确的是 实验现象实验推论 在含青霉素培养 基上的生长情况 在含四环 素培养基 上的生长 情况 目的基因插入的位置 A 能生长能生长a B 不能生长能生长b C 能生长不能生长c D 不能生长不能生长c 7 如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法 相关叙述中正确的是 A 这三种方法都用到酶 都是在体外进行 B 碱基对的排列顺序均相同 C 片段均不含内含子 但含非编码区 D 方法 a 不遵循中心法则 8 人们试图利用基因工程的方法 用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质 生产流程 是 甲生物的蛋白质 mRNA 目的基因 与质粒 DNA 重组 导入乙细胞 获得甲生物的蛋白质 下列说法正确的
13、是 A 过程需要的酶是反转录酶 原料是A U G C B 要用限制酶切断质粒DNA 再用 DNA 连接酶将目的基因与质粒连接在一起 C 如果受体细胞是细菌 可以选用枯草杆菌 炭疽杆菌等 D 过程中用的原料不含有A U G C 题号1 2 3 4 5 6 7 8 答案 9 通过基因工程的方法 科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并获得成 功表达 棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡 花粉管通道法是指 利用植物花粉 萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊 进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚 体细胞中 借助天然的种胚系统 形成含有目的基因的种胚 请回答下列问题 1 下列所示的黏性
14、末端是由 种限制性核酸内切酶作用产生的 2 利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞 此过程是基因工程操作步骤中的第 三步 即 获取目的基因时 如果基因比较小 核苷酸序列又已知 则 可以通过DNA 合成仪用化学方法直接 3 该 目 的 基 因 在 导 入 受 体 细 胞 前 需 要 与 载 体 结 合 目 前 经 常 使 用 的 载 体 是 4 基因工程操作的第四步是目的基因的检测与鉴定 其中分子水平的检测又分三步 首先要检测转基因生物的DNA 上是否插入了目的基因 采用的技术是 其 次 还 要 检 测 方 法 同 样 是 采 用 分 子 杂 交 技 术 最 后 检 测 方法是 杂交 10 科
15、学家通过基因工程的方法 将苏云金芽孢杆菌的Bt 毒蛋白基因转入普通棉株细 胞内 并成功实现了表达 从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株 抗虫棉 其过程大致如 图所示 请分析回答 1 Ti 质粒是农杆菌中的一种质粒 其上有T DNA 把目的基因插入Ti 质粒的T DNA 中是利用 T DNA 的特点 2 Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程 在基因工程中称为 3 将目的基因导入受体细胞的方法有很多种 该题中涉及的是 4 目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是 这需要通过检测才能知道 检测采用的方法是 综合拓展 11 分析有关基因表达的资料 回答问题 取同种生物的不同类型细胞 检测其基
16、因表达 结果如下图 1 基因1 8 中有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因 则该基因最有可能是基因 2 如图所示细胞中功能最为近似的是细胞 A 1 与 6 B 2 与 5 C 2 与 3 D 4 与 5 3 判断图中细胞功能近似程度的依据是 4 现欲研究基因1 和基因 7 连接后形成的新基因的功能 导入质粒前 用限制酶切割 的正确位置是 5 下图是表达新基因用的质粒的示意图 若要将新基因插入到质粒上的A 处 则切割 基因时可用的限制酶是 A Hind B EcoR C Eco B D Pst 6 新 基 因 与 质 粒 重 组 后 的DNA分 子 导 入 受 体 细 胞 的 概 率 很 小 因 此 需 进 行 才能确定受体细胞已含有目的基因 7 在已确定有目的基因的受体细胞中 若质粒的抗青霉素基因缺失了两个碱基 将这 样的受体细胞接种到含有青霉素的培养基中 该细胞中可能出现的结果是 多 选 A 抗青霉素基因不能转录 B 基因 1 和 7 没有表达 C 基因 1 和 7 不能连接 D 质粒上的酶切位置发生改变 答案知识清单 一 1 目的基因 2 基因表达载体 3 受体细胞 4 检测 二 1
