w-第1章 第1节 基因工程概述2 基因工程的一般过程与技术 导学案2 打印.doc

知识改变命运，学习成就未来 高二生物选修3 导学提纲23-1-1 基因工程概述2 基因工程的一般过程与技术 导学案【学习过程】基因工程的基本过程一、获得目的基因（目的基因的获取）1.获取方法主要有两种：（1）、从自然界中已有的物种中分离出来，如可从基因文库中获取。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 ，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。提示：受体菌在培养基上以菌落形式存在，每一个菌落都由一个细胞繁殖而来，携带着同种基因，可以利用目的基因的有关信息，找到目的基因所在菌落，然后再进行提取。 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，可由mRNA反转录而来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）、用人工的方法合成。 获得原核细胞的目的基因可采取 ，获取真核细胞的目的基因一般是 。 人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。例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 A B C D2.人工合成法利用PCR技术扩增目的基因（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：DNA双链复制（4）原料：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子（5）方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。（6）过程：第一步：加热至9095 DNA解链为单链；第二步：冷却到5560，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至7075，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。（7）特点：指数形式扩增=2n(n为扩增循环的次数)2、 制备重组DNA分子（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。标记基因的作用：鉴定受体细胞中是否含有 ，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。2启动子：位于基因的 ，它是 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。方法： 限制酶分别切割载体和目的基因，再用 把两者连接。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、转化受体细胞（将目的基因导入受体细胞）1.转化的概念：是 进入受体细胞内，并且在受体细胞内 和 的过程。2.常用的转化方法：a、将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌介导转化技术（农杆菌转化法），其次还有基因枪介导转化技术（基因枪法）和花粉管通道技术（花粉管通道法）。(1)农杆菌转化法农杆菌特点：易感染双子叶 植物和裸子植物，对_大多数单子叶_植物没有感染力；Ti质粒的TDNA 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Ti质粒的TDNA上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）b、将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。(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。c、将目的基因导入微生物细胞： 法。(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、例4、以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。（1）获得目的基因的方法通常包括 和 。（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是 和 。（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或 ，后者的形状成 。（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率 ，所以在转化后通常需要进行 操作。（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和 序列上是相同的。四、 筛选出获得目的基因的受体细胞、培养受体细胞并诱导目的基因的表达（目的基因的检测与鉴定） 1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 技术。 2.其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用 技术。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用 技术。提示：DNA分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNA，然后高温解成单链，再与同位素标记的DNA探针杂交； 抗原抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的 4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如抗虫或抗病的鉴定等。【课堂巩固】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DNA D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