基因工程的基本操作程序2.doc

高二生物集体备课教学案主备人：亓少玲 教研组长：张荣义 教学部主任：王立和 时间：2012.2.9课题基因工程的基本操作程序学习目标写出基因工程的四个操作步骤。解释基因文库、基因组文库、部分基因文库的区别与联系。分析基因工程四个步骤的原理、工具及具体的操作程序。学习难点基因工程基本操作程序的四个步骤。学习难点从基因文库中获取目的基因；利用PCR技术扩增目的基因。【课前自主预习】基因工程的基本操作程序：基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤： 、 、 、 。 一、 目的基因的获取1、获取目的基因的方法：目的基因获取的方法主要有 和 两种。(1) 从 中获取目的基因：基因文库：将含有某种生物 的许多DNA片段，导入受体菌的 中储存，各个受体菌分别含有这种生物的 ，称为基因文库。基因文库可大可小，如果它包含了一种生物所有的基因，就叫 ；如果它只包含一种生物的一部分基因，就叫 ，如 。具体方法：可根据基因的 序列、基因的 、基因在 上的位置、基因的转录产物 以及基因翻译产物 等特性来获取目的基因。(2)利用 扩增目的基因：原理： 前提： 过程： 2、获得目的基因常用技术比较。过程优点缺点直接分离法供体细胞中的DNADNA片段不同受体细胞DNA片段扩增目的基因细胞目的基因操作简便工作量大，有盲目性，目的基因含有不表达部分人工合成基因的方法反转录法mRNA单链DNA双链DNA专一性强，目的基因中不含不表达部分操作过程麻烦，mRNA生存时间短，技术要求高据已知氨基酸序列合成据推测出的核苷酸序列，通过化学方法合成专一性强，目的基因中不含不表达部分，可合成自然界不存在的基因目前复杂的尚不存在的基因不能合成二、 基因表达载体的构建（基因工程的核心）(1)目的： (2)组成：启动子：是一段有特殊结构的 ，位于基因的 ，是 识别和结合的部位，能驱动基因 ，最终获得所需的 。终止子：也是一段有特殊结构的 ，位于基因的 。标记基因的作用： ；常用的标记基因是 。三、 将目的基因导入受体细胞(1)转化的概念： (2)常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 ，其次还有 和 等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 。此方法的受体细胞是 。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 ，最常用的原核细胞是 ，其转化方法是：先用 处理细胞，使其成为 ，再将 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。四、 目的基因的检测与鉴定(1)首先要检测 ，方法是采用 。(2)其次还要检测 ，方法是采用 。(3)最后检测 ，方法是从转基因生物中提取 ，用相应的 进行 杂交。(4)有时还需进行 的鉴定。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 实验。【自我检测】1、基因工程常用的受体细胞有（ ） 大肠杆菌 枯草杆菌 支原体 动植物细胞A、 B、 C、 D、2、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、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达3、植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰发生在（ ） A、内含子 B、外显子 C、编码区 D、非编码区4、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、将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处 D、将重组DNA导入到受体细胞进行扩增5、下列实例属于基因工程的是（ ） 将鸡的DNA分子的某个片段整合到小鼠的DNA分子中 将抗药菌的某个基因引入到草履虫的细胞内 将鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞 将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系 A、 B、 C、 D、【课堂探究归纳】一、 目的基因的获取1、目的基因获取的方法有哪些？基因文库、基因组文库、cDNA文库区别？2、PCR技术扩增目的基因需要哪些条件？3、PCR技术与DNA复制有什么异同？从以下几个方面：解旋方式、场所、酶、温度条件二、 基因表达载体的构建（基因工程的核心）基因表达载体构建的目的是什么？完整的基因表达载体包括哪几部分？三、 将目的基因导入受体细胞1、将目的基因导入不同受体细胞的方法？2、农杆菌中T_DNA能整合到受体细胞的染色体DNA中，利用的原理是什么?3、原核细胞作为受体细胞的优点有哪些？四、 目的基因的检测与鉴定1.目的基因的检测方法有哪些？ 2、在受体细胞中导入的目的基因是否一定能成功表达？【课堂练习 】1、现在人们已经实现了分子水平上的遗传物质的重组，下列实例中属于分子水平重组的是（ ） A、将人的凝血因子的基因导入到羊的乳腺细胞中表达 B、水稻基因组精细图的绘制 C、白菜与甘蓝的体细胞杂交 D、将鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞2、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、连接酶和运载体 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是因为细菌繁殖快 D、只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达3、下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ） A、基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B、细菌质粒是基因工程常用的运载体 C、通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D、为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为载体4、科学家将含有人的-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含-抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及 （ ）DNA按照碱基互补配对原则自我复制。DNA以其一条链为模板合成RNARNA以自身为模板自我复制。按照mRNA上密码子的排列顺序合成蛋白质。A、 B、 C、 D、 5、苏云金芽孢杆菌是一种对昆虫有致病作用的细菌，其杀虫性物质主要是一类伴胞晶体蛋白，共有126个氨基酸。若想通过基因工程技术，将控制该蛋白合成的抗虫基因提取出来，需要下列哪类酶？（ ）A、DNA聚合酶B、DNA连接酶C、限制性内切酶D、伴孢晶体蛋白酶6、基因工程中，常用的细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因不是（ ）A、结构简单，操作方便B、繁殖速度快C、遗传物质含量少D、性状稳定，变异少7、下列说法正确的是（ ）A、DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的。B、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列。C、质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的运载体D、利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”。 【课后延伸】1. 下列属于PCR技术的条件的是 （ ）单链的脱氧核苷酸序列引物 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限制性内切酶 A. B. C. D.2 采用基因工程的方法培养抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（ ）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序列与质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉花体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，注射到棉花子房，并进入受精卵A. B. C. D.3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，结果长成的植株，有了抗虫能力。由以上过程推知，作为目的基因的运载体应其备的结构是 ( )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 ( )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. 5有关基因工程的叙述正确的是 （ ） A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料6控制细菌合成抗生素性状的基因、控制放线菌主要遗传性状的基因、控制病毒抗原特异性的基因依次位于 （ ）核区大型环状DNA上质粒上细胞核染色体上衣壳内核酸上A. B. C. D. 7、使目的基因与对应的载体重组所需的两种酶是 （ ） 限制酶 连接酶解旋酶还原酶 A. B. C. D.8、取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”此项技术遵循的原理是 （ ）A.基因突变 DNARNA蛋白质 B.基因工程 RNARNA蛋白质C.细胞工程 DNARNA蛋白质 D.基因工程 DNARNA蛋白质9、因工程的操作步骤，正确的操作顺序是 （ ）使目的基因与运载体结合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提取目的基因A. B.C. D.10、哪项不是基因工程中用作目的基因的载体 （ ）A.细菌质粒 B.噬菌体C.动植物病毒 D.细菌核区的DNA11、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.C. D.12PCR技术扩增DNA需要的条件是 （ ）目的基因引物四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等mRNA核糖体A. B. C. D.13农杆菌可作运载体的植物是 （ ）A. 小麦 B.玉米 C.大豆 D.水稻14农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞，目的基因的位置是（ ） A.Ti质粒上 B.受体细胞染色体上C.裸露细胞核中 D.存在细胞质中15将目的基因导入微生物细胞之前，要用Ca2+处理细胞，处理过的细胞叫（ ）A.感受态细胞 B.敏感性细胞C.吸收性细胞 D.接受细胞16.基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的 （ ）A高效性 B.专一性 C多样性 D.催化活性受外界条件影响17、科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据右下图回答问题。 (1)此图表示的是采取_方法获取_基因的过程。(2)图中DNA是以_为模板，_形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的_。(3)图中代表的是_酶，在它的作用下将质粒切出_末端。(4)图中代表重组DNA，含_基因。 (5)图中表示的过程是_。18、为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于 处。（填“a”或“b”）（2） 将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术。该技术的核心是 和 。（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。19将人的抗病毒干扰基因“嫁接”到烟草的DNA分 子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。试分析回答:(1)烟草转基因产品的获得属于 。 A.基因工程 B.细胞工程 C.微生物工程 D.酶工程(2)人的基因之所以能接到植物体中去，原因是 。(3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生 。(4)不同生物间基因移植成功，说明生物共有一套_，从进化的角度看，这些生物具有 。(5)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明 。(6)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例。自我检测：15 DCBDC课堂练习：17 ACBDC DD课后延伸1-10 BCDCD DADCD 11-16 DACBA B17、1）人工合成基因；胰岛素（目的） （2）胰岛素mRNA；逆转录；胰岛素（目的）基因 （3）限制性核酸内切酶；黏性 （4）胰岛素基因（目的基因） （5）重组DNA（目的基因）导入受体细