选修三专题一1.2《基因工程的基本操作程序》导学案

1 专题专题 1 1 2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 课前预习学案课前预习学案 1 预习目标 简述基因工程原理及基本操作程序 2 预习内容 1 基因工程的基本操作程序主要包括 四个步骤 2 目的基因的获取 目的基因可以从 也可以用 目 的基因主要是指 也可以是一些 获取目的基因的方法有以下几种 3 基因表达载体的构建 基因工程的核心是 一个基因表达载体的组成除了 外 还必须有 以及 等 4 将目的基因导入受体细胞 转化是指 将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是 除此之外 还有 和 等方法 是转基因动物中采用最多 也是最为 有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法 大肠杆菌细胞最常用的转化方法是 首先 用 处理细胞 使细胞处于一种 的生理状态 这种细胞称为 5 目的基因的检测与鉴定 要检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因 非常关键 检测方法是 以 作为探针 要检测目的基因是否转录出了 mRNA 检测方法是 检测目的基因是否翻译 成蛋白质 方法是 除了上述分子检测外 有的还需要进行 的鉴定 三 提出疑惑 同学们 通过你的自主学习 你还有哪些疑惑 请把它填在下面的表格中 疑惑点疑惑内容 课内探究学案课内探究学案 1 学习目标及重难点 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 学习重点 基因工程基本操作程序的四个步骤 学习难点 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 2 学习过程 2 温故 1 什么是基因工程 2 DNA 重组技术的基本工具有哪些 3 运载体需要具备哪些条件 知新 1 目的基因的获取 想一想 为什么要有这一步 思考并回答 1 目的基因的获取方法有哪些 2 为什么要建立基因文库 怎么建立的 3 如何从基因文库中获取目的基因 4 为什么要建立 cDNA 文库 如何获取 cDNA 5 PCR 技术的原理是什么 6 如何获取引物 7 PCR 技术扩增的过程是 2 基因表达载体的构建 思考并回答 1 为什么要构建基因表达载体 单独的 DNA 片段能不能稳定遗传 2 基因表达载体的构成包括哪些元件 绘制基因表达载体的模式图 3 什么是启动子 终止子 他们位于哪里 有什么作用 4 为什么要有标记基因 它的作用是 3 将目的基因导入受体细胞 想一想 为什么要导入受体细胞 在外界能不能维持稳定和表达 思考并回答 1 什么是转化 2 将目的基因导入植物细胞的方法有哪些 最常用的方法是 哪些细胞可以作 为受体细胞 结合示意图 了解农杆菌转化法的基本过程 3 将目的基因导入动物细胞的基本操作程序是 要用到什么技术 哪些细胞可 以作为受体细胞 4 早期的基因工程为什么选择原核生物作为受体细胞 5 大肠杆菌细胞最常用的转化方法是 4 目的基因的检测与鉴定 为什么要检测和鉴定 思考并回答 1 目的基因的检测与鉴定可以从什么水平来做 2 核酸杂交技术基本过程是 什么是探针 3 如何检测目的基因是否翻译出蛋白质 4 如何从个体生物学水平鉴定转基因抗虫棉 3 反思总结 基因工程的基本操作步骤主要方法 技术或组成 步骤一 步骤二 导入植物细胞 导入动物细胞 步骤三 导入微生物细胞 步骤四 3 四 当堂检测 1 基因工程的操作步骤 制备重组 DNA 分子 转化受体细胞 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 获取目的基因 正确的操作顺序是 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 基互补配对的步骤是 A 人工合成基因 B 制备重组 DNA 分子 C 转化受体细胞 D 目的基因的检测和表达 3 人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成 通过转基因技术 可以使人的糖蛋白基 因得以表达的受体细胞是 A 大肠杆菌 B 酵母菌 C T4 噬菌体 D 质粒 DNA 4 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 通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的 DNA 用另一种处理运载体 DNA D 为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受体 5 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 过程 为什么 2 过程 必需的酶是 酶 过程 必需的酶是 酶 3 与人体细胞中胰岛素基因相比 通过 过程获得的目的基因不含有非编码区和 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 需要提供胸腺嘧啶 个 5 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 6 为使过程 更易进行 可用 药剂 处理 D 课后练习与提高课后练习与提高 1 1976 年 美国的 H Boyer 教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌 并获得表达 这是人类第一次获得的转基因生物 此文中的表达是指该基因在大肠杆菌 4 A 能进行 DNA 复制 B 能进行转录和翻译 C 能控制合成抑制生长素释放因子 D 能合成人的生长激素 2 科学家通过基因工程的方法 能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白 以下有关基因工程的 叙述 错误的是 A 采用反转录的方法得到的目的基因有内含子 B 基因非编码区对于目的基因在块茎细胞中的表达是不可缺少的 C 马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞 D 用同一种限制酶 分别处理质粒和含目的基因的 DNA 可产生相同的黏性末端 进 而形成重组 DNA 分子 3 下列关于基因工程的叙述 错误的是 A 目的基因和受体细胞均可来自动物 植物或微生物 B 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是两类常用的工具酶 C 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D 载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞和促进目的基因的表达 4 钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获 2008 年诺贝尔奖 在某种生物 中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结果可以检测到绿色 荧光 由此可知 A 该生物的基因型是杂合的 B 该生物与水母有很近的亲缘关系 C 绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D 改变绿色荧光蛋白基因的 1 个核苷酸对 就不能检测到绿色荧光 5 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茶叶病毒的核酸 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 分子导入原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 6 已知某种限制性内切酶在一线性 DNA 分子上有 3 个酶切位点 如图中箭头所指 如果 该线性 DNA 分子在 3 个酶切位点上都被该酶切断 则会产生 a b c d 四种不同长 度的 DNA 片段 现在多个上述线性 DNA 分子 若在每个 DNA 分子上至少有 1 个酶切 位点被该酶切断 则从理论上讲 经该酶切后 这些线性 DNA 分子最多能产生长度不 同的 DNA 片段种类数是 A 3 B 4 C 9 D 12 7 图为某种质粒表达载体简图 小箭头所指分别为限制性内切酶 EcoRI BamHI 的酶切位 点 ampR 为青霉素抗性基因 tctR 为四环素抗性基因 P 为启动因子 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 EcoRI BamHI 在内的多种酶的酶切位点 1 将含有目的基因的 DNA 与质粒表达载体分别用 EcoRI 酶切 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 5 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末端发生任意 连接 酶切时应选用的酶是 8 人体细胞内含有抑制癌症发生的 p53 基因 生物技术可对此类基因的变化进行检测 1 目的基因的获取方法通常包括 和 2 上图表示从正常人和患者体内获取的 p53 基因的部分区域 与正常人相比 患者在该区 域的碱基会发生改变 在上图中用方框圈出发生改变的碱基对 这种变异被称为 3 已知限制酶