选修3--专题1--1.2--基因工程的基本操作程序学案(陆德平).doc

(完整版)选修3 专题1 1.2 基因工程的基本操作程序学案(陆德平)
1。2 基因工程的基本操作程序——学案
编者：陆德平
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
①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多 ，导入受体菌的群体中 ，各个受体菌分别含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
②种类
cDNA文库:含有一种生物的 基因
③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.
①PCR：是一项在生物体外 特定DNA片段的核酸合成技术。
②条件:已知目的基因的 序列。
③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。
④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、多聚酶链式反应(PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环:95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是
A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成
C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
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、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
三、将目的基因导入受体细胞
（一）转化：目的基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和 的过程。
（二）方法
1．将目的基因导入植物细胞
（1）农杆菌转化法
①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.
②转化：目的基因插入 农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→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卵移植到____性动物的 _________________________内发育→新性状动物。
3．将目的基因导入微生物细胞
（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
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组,导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④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．①② B．②③ C．③④ D．①④
四、目的基因的检测与鉴定
1．检测
(1）方法：标记了的 、抗原抗体杂交。
（2)内容
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入 。
②检测目的基因是否转录 。 ③检测目的基因是否翻译成 。
2．鉴定: 鉴定、抗病鉴定等。
例4、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
①检测受体细胞是否有目的基因 ②检测受体细胞是否有致病基因 ③检测目的基因是否转录信使RNA ④检测目的基因是否翻译蛋白质
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
1.2 基因工程的基本操作程序——练习（1）
编者：陆德平
一、单选题
1．下列属于获取目的基因的方法的是
①利用mRNA反转录形成 ②从基因组文库中提取
③从受体细胞中提取 ④利用PCR技术
⑤利用DNA转录 ⑥人工合成
A．①②③⑤ B．①②⑤⑥ C．①②③④ D．①②④⑥
2．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．目的基因导入受体细胞 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．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是
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 ③反转录法 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③
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
①同一种限制酶切割两者；②不需同一种限制酶切割两者;③加入适量的DNA连接酶；④不需加DNA连接酶
A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
7．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．基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是
A．限制酶只用于切割获取目的基因 B．载体与目的基因必须用同一种限制酶处理
C．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶
D．带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测
12．基因工程的正确操作步骤是
①构建基因表达载体 ②将目的基因导入受体细胞
③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④取目的基因
A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②
13．PCR技术的操作步骤依次是
A．高温变性 、中温延伸、低温复性 B．高温变性、低温复性、中温延伸
C．中温延伸、高温变性、低温复性 D．中温延伸、低温复性、高温变性
14．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、简答题
15．酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可作食用、药用等，是提取核苷酸、三磷酸腺苷等多种生化产品的原料，还可用于生产维生素、氨基酸等。科学家将使啤酒产生丰富泡沫的LTPl基因植入啤酒酵母菌中，使其产生LTPl蛋白，酿出泡沫丰富的啤酒，具体的操作过程如下:

请据图回答问题：
（1）若图中LTPl基因与B结合产生的C是_____________，通常在体外完成，此过程必需有DNA限制性核酸内切酶和_____________酶。
(2）标记基因的作用是 。
（3）检测LTPl基因在啤酒酵母菌中是否表达可以通__________________________。
人胰岛细胞
大肠杆菌
胰岛素
mRNA
A
①
人胰岛素
人胰岛素
大量的A
重复进行
③
④
②
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
B
C
D
16．下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图作答.

（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？ ，为什么？ .
（2）过程②必需的酶是 酶，过程③必需的酶是 酶。
（3）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次,至少需要提供胸腺嘧啶 个。
（4）在利用AB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.
1.2 基因工程的基本操作程序——练习（2）
编者：陆德平
一、单选题
1．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成功实现表达
2．基因工程中不会出现
A．DNA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
3．科学家已经能够通过基因工程的方法,能使番茄果肉细胞中含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是
A．采用反转录的方法得到的目的基因有启动子、终止子
B．用同种限制酶处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同的黏性末端而形成重组DNA分子
C．番茄的叶肉细胞可作为受体细胞
D．启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达是不可缺少的
4．运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有
A．抗虫基因 B．抗虫基因产物 C．新的细胞核 D．相应性状
5．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是

A．a通常存在于细菌体内，目前尚未发现真核生物体内有类似的结构
B．b识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开
C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对
D．若要获得真核生物的d，则一般采用人工合成方法
6．转基因动物转基因时的受体细胞是
A．受精卵 B．精细胞 C．卵细胞 D．体细胞
7．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是
A．是否能检测到标记基因 　　 B．是否有抗生素抗性
C．是否能分离到目的基因 　　 D．是否有相应的性状
8．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
9．水母发光蛋白由236个氨基酸构成,其中Asp．Gly．Ser构成发光环,现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是
A．促使目的基因导入宿主细胞中 B．促使目的基因在宿主细胞中复制
C．使目的基因容易被检测出来 D．使目的基因容易成功表达
二、多选题
10．利用基因工程生产蛋白质药物的方法之一是将人的基因转入动物体内,再饲养这些转基因动物，从动物乳汁或尿液中提取药物.这一过程涉及
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B．DNA以其一条链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制 D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
11．在基因工程技术中，下列方法与目的基因获得有关的是
A．辐射诱变法 B．从基因文库中获取 C．反转录法 D．人工合成法
三、简答题
12．豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）.科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如下图所示：
请根据以上材料，回答下列问题:
（1）CpTI基因是基因工程中的 基因，“信号肽"序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是 ，在①过程中，首先要用 酶切开，暴露出 ，再用 酶连接。
（2）在转基因过程中，供体细胞是 ，受体细胞是 。
（3）②过程称为 。
(4）检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是 。
13．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入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒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入了普通质粒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）导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么？
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