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1、高二生物选修高二生物选修 3 导学提纲（二）导学提纲（二）专题专题 1 基因工程基因工程12 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序执笔人：孙权 教学目标 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。 教学重点和难点 1、教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点 （1）从基因文库中获取目的基因。 （2）利用 PCR 技术扩增目的基因。 教学过程 一、目的基因的获取： 1目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的 。 2获取目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中， 各个受体菌分别含
2、有这种生物的不同基因，称为基因文库。 基因组文库：含有一种生物的 基因 种类 cDNA 文库：含有一种生物的基因 目的基因的获取 根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基 因的产物 mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。(2)利用 PCR 技术扩增目的基因。PCR：是一项在生物体外特定 DNA 片段的核酸合成技术。 条件：已知目的基因的序列。 过程：目的基因 DNA 受热形成，与结合，然后在_的 作用下进行延伸形成 DNA。 方式：指数扩增=2n(n 为扩增循环的次数) (3)人工合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。 例 1 下列获取目的基因的方法中需要模板链的是
3、( ) 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 A B C D 二、基因表达载体的构建 1表达载体的组成：目的基因+标记基因等。 2启动子：位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产生 mRNA。 3终止子：位于基因的，终止。 4表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代； 使目的基因_和发挥作用。 5标记基因：受体细胞是否含有目的基因。 6不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会 有所差别。 例 2 科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初
4、把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在 棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导人棉花受 精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终 止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。由以上过程推知， 作为目的基因的运载体应具备的结构是( )A目的基因、启动子 B目的基因、终止子C目的基因、启动子、终止子 D目的基因、启动子、终止子、标记基因 三、将目的基因导入受体细胞 (一)转化：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和的过程。 (二)方法 1将目的基因
5、导入植物细胞 (1)农杆菌转化法 农杆菌特点：易感染植物和裸子植物，对_植物没有感染 力；Ti 质粒的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。转化：目的基因插人农杆菌导入植物细胞目的基因整合到进入植物细胞染色体上目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 (2)基因枪法基因枪法：是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。 (3)花粉管通道法花粉管通道法：这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法。 （我 的的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的） 2将目的基因导入动物细胞 (1)方法：注射技术。 (2)操作程序：目的基因表达载体取卵(受精卵) 显微注射注射了目的 基因的受精
6、卵移植到_性动物的_内发育新性状动物。 3将目的基因导人微生物细胞 (1)原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。 (2)转化：处理细胞细胞表达载体与感受态细胞混合 _细胞吸收 DNA 分子。 例 3 采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( ) 将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的 DNA 序列，注射到棉受精卵中将 编码毒素蛋白的 DNA 序列，与质粒重组，导人细菌，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，注射到棉的子房并进入受精卵A、 B、 C、 D、 四、目的基因的检测与鉴定1检测(1)方法：标记了
7、的、抗原抗体杂交。(2)内容检测转基因生物染色体的 DNA 是否插入。检测目的基因是否转录。检测目的基因是否翻译成。 2鉴定：鉴定、抗病鉴定等。 例 4 下图是将人的生长激素基因导人细菌 B 细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体 为质粒 A。已知细菌 B 细胞内不含质粒 A，也不含质粒 A 上的基因，质粒 A 导人细菌 B 后， 其上的基因能得到表达。请回答下列问题：(1)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的 根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒 A，只有少数导入的是重组质粒。以下步骤可鉴 别得到的细菌是否导人了质粒 A 或重组质粒：将得到的细菌涂布在
8、一个含有氨苄青霉素的培 养基上，能够生长的就导人了质粒 A 或重组质粒，反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是。 (2)若把通过鉴定证明导人了普通质粒 A 或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培 养，会发生的现象是 。 原因是：_ _ _ _。 (3)导人细菌 B 细胞中的目的基因成功表达的标志是什么? _。课堂巩固：iT一、选择题：1、下列属于获取目的基因的方法的是( )利用 mRNA 反转录形成 从基因组文库中提取从受体细胞中提取 利用 PCR 技术 利用 DNA 转录 人工合成A B CD2、不属于目的基因与运载体结合过程的是( )A用一定的限制酶切割质粒，露出黏性末端B用同种限制酶切
9、割目的基因，露出黏性末端C将切下的目的基因插入到质粒的切口处D将重组 DNA 引入到受体细胞中进行扩增3、分辨基因工程是否成功是通过( )A提取目的基因 B基因表达载体的构建C目的基因导人受体细胞 D目的基因的检测与鉴定4下列不属于获取目的基因的方法的是( )A利用 DNA 连接酶复制目的基因 B利用 DNA 聚合酶复制目的基因C从基因文库中获取目的基因 D利用 PCR 技术扩增目的基因5哪项不是基因表达载体的组成部分( )A启动子 B终止密码 C标记基因 D目的基因6在胰岛素的基因与质粒形成重组 DNA 分子的过程中，下列哪组是所需要的( )同一种限制酶切割两者；不需同一种限制酶切割两者；加
10、入适量的 DNA 连接酶；不需加 DNA连接酶A B C D7下列说法中正确的是( )A基因表达载体的构建方法是一致的B标记基因也叫做抗生素基因C显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法D大肠杆菌是常用的微生物受体8、下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法( )A基因枪法 B显微注射法C农杆菌转化法 D花粉管通道法9基因工程中常用的受体细胞不包括( )A人体细胞 B动物细胞 C植物细胞 D微生物细胞10基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。下列不属于这样做的原因的是( )A结构简单，多为单细胞 B繁殖速度快C遗传物质含量少 D性状稳定，变异少11要检测目的基
11、因是否成功的插入了受体 DNA 中，需要用基因探针，基因探针是指( )A用于检测疾病的医疗器械B用放射性同位素或荧光分子等标记的 DNA 分子C合成一球蛋白的 DNAD合成苯丙羟化酶的 DNA 片段12基因工程的正确操作步骤是( )构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求取目的基因A B C D13下列有关基因工程技术的叙述，正确的是( )A重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和基因进入受体细胞的载体B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C选用细菌作为重组质粒的受体细胞主要是因为细菌繁殖快、遗传物质少D只要目的基因进入受体细胞就能
12、成功实现表达14基因工程中不会出现( )ADNA 连接酶将黏性末端的碱基连接起来B限制性内切酶可用于目的基因的获取C目的基因必须有载体导入受体细胞D人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶15、下列哪项不是基因工程技术( )A基因转移 B基因扩增 C基因检测 D基因表达（二）填空题：16根据下列所给材料回答问题：材料一把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的胰岛素。材料二把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育荧光的烟草。材料三有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞屯，在羊分泌的乳汁中加入某种物质后，可抽出细丝，这种细丝可望用作手术的缝合线。(1)上述生物新品种的产生运
13、用了技术。(2)一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，而不影响其他基因的表达，这说明基因是有_效应的片段，具有一定的性；同时可以说明各种生物共用一套。(3)上述技术所用的工具酶有。(4)材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何优点? 。(5)可遗传的变异分为三种：、，而基因工程改变一个物种的基因属于。(6)从上述所给的材料，不能得出哪一结论( )A动植物之间可以相互转基因B真核生物与原核生物之间可以相互转基因C基因工程可以定向地改变生物的基因D转基因生物的出现对生物的进化是有利的17人体受病毒刺激后，可以产生干扰素，干扰素分为、三类，1980 年，生物学家成功破译了干扰素的全部遗传信息，并运用插入质粒的方法，用大肠杆菌生产得到干扰素可以用于治疗肝炎和肿瘤，回答下列问题：(1)上述材料中涉及的现代生物技术有。(2)在利用大肠杆菌生产干扰过程中，目的基因是，所用载体是 。表达载体的结构组成包括、 、 、 。(3)目的基因在大肠杆菌中表达时，必须经过和过程
