自编基因工程操作步骤学案

1 山东省昌乐一中 2011 2012 高二生物学案 必修三 编号 05 2012 1 4 班级班级 姓名姓名 1 1 2 2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 编制 王福玲编制 王福玲 徐军胜徐军胜 审核 王福玲审核 王福玲 审批 审批 学习目标学习目标 简述基因工程原理及基本操作程序 重点难点重点难点 1 基因工程基本操作程序的四个步骤 2 从基因文库中获取目的基因 3 利用 PCR 技术扩增目的基因 自主学习自主学习 基因工程的基本操作程序主要包括 4 个步骤 的获取 基因表达 的构建 将 细胞 的检测与鉴定 一 目的基因的获取一 目的基因的获取 1 概念 目的基因主要是指编码蛋白质的 也可以是一些具有调控作用的因子 2 来源 1 可以从自然界中已有 中直接分离出来 2 从 中获取目的基因 3 获取目的基因的方法 根据基因的有关信息 如基因的 序列 基因功能 基因在 上的位置 基因的转录产物 以及基因的翻译产物 等特性来获取目的基因 1 利用 PCR 技术扩增目的基因 PCR 技术是一项在生物体外复制 片段的 核酸合成技术 条件 提供已知 的核苷酸序列 根据这段序列合成 2 人工合成方法 当基因较小 核苷酸序列已知时 可以用人工方法合成 例如 通 过 直接合成 二 基因表达载体的构建二 基因表达载体的构建 1 表达载体的组成 表达载体 目的基因 标记基因 启动子 它是一段有 位于基因的首端 它是 的识别 和结合部位 起动转录 mRNA 终止子 位于基因的尾端 终止 过程 标记基因 用于 受体细胞是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出 来 2 表达载体的功能 使目的基因在受体细胞中 存在 并且 给下一代 同时使 能够表达和发挥作用 三 将目的基因导入受体细胞三 将目的基因导入受体细胞 1 将目的基因导入植物细胞 1 农杆菌转化法 转化 目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持稳定和表 达的过程 称为 农杆菌特点 在自然条件下能感染 植物和 2 植物 对 植物没有感染力 Ti 质粒的 可以转移至受体细胞 并整合到 受体细胞的 上 2 基因枪法又叫 3 花粉管通道法 利用花粉管通道使目的基因进入 然后进入 2 将目的基因导入动物细胞 1 方法 2 操作程序 目的基因的 提纯 取卵 受精卵 移植子 宫内发育 新性状动物 3 将目的基因导入微生物细胞 1 原核生物的特点 2 常用的受体细胞 3 转化 处理细胞 细胞 表达载体与感受态细胞混合 感受态细 胞吸收 分子 完成转化 四 目的基因的检测与测定四 目的基因的检测与测定 1 检测 1 方法 2 原理 碱基互补配对 3 内容 检测转基因生物的染色体 DNA 上的 原理是 技术 检测目的基因是否转录出 原理是 技术 检测目的基因是否 翻译成蛋白质 原理是 2 鉴定 个体生物学水平鉴定 如抗虫 抗病鉴定等 自学检测自学检测 1 下列正确表示基因操作 四部曲 的是 A 提取目的基因 目的基因导入受体细胞 基因表达载体的构建 目的基因的检测和鉴 定 B 目的基因的检测和鉴定 提取目的基因 基因表达载体的构建 目的基因导入受体细 胞 C 提取目的基因 基因表达载体的构建 目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和鉴 定 D 基因表达载体的构建 提取目的基因 目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和鉴 定 2 下列不属于获得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 3 下列哪项不是基因表达载体的组成成分 A 启动子 B 终止密码子 C 标记基因 D 复制原点 4 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 答案 CABB 课堂探究课堂探究 一 目的基因的获取一 目的基因的获取 1 如何从基因文库中获取目的基因 3 2 PCR 技术与 DNA 复制的异同点 二 基因表达载体的构建二 基因表达载体的构建 1 作为基因工程表达载体 只需含有目的基因就可以完成任务吗 为什么 2 绘一个基因表达载体示意图 三 将目的基因导入受体细胞三 将目的基因导入受体细胞 1 课本 15 页思考与探究第 2 题 第 3 题 2 根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理 你能分析出农杆菌不能将目的基因 导入单子叶植物的原因吗 3 思考 早期基因工程为什么选用原核生物作为受体细胞 四 目的基因的检测与测定四 目的基因的检测与测定 1 导入目的基因后需要检测哪些方面 各采取什么方法 2 什么是 DNA 分子探针 检测时的 DNA 探针通过什么原理来检测目的基因和相应的 mRNA 3 利用抗体 抗原杂交检测的原理是什么 4 目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键是什么 检测和鉴定指的分别是什么水平 当堂检测当堂检测 1 PCR 技术扩增 DNA 需要的条件是 目的基因 ATP 四种脱氧核苷酸 DNA 聚合酶等 mRNA 核糖体 4 A B C D 2 下列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 导入受体细胞中进行扩增 3 在基因表达载体的构建中 所需要的酶是 限制酶 DNA 连接酶 解旋酶 DNA 聚合酶 A B C D 4 植物学家在培育抗虫棉时 对目的基因作适当修饰 使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 终止子 B 引物 C 标记基因 D 启动子 5 在基因工程操作的基本步骤中 不进行碱基互补配对的是 A 人工合成目的基因 B 目的基因与载体结合 C 将目的基因导入受体细胞 D 目的基因的检测与鉴定 6 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 7 农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞 目的基因的最终位置是 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 8 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 9 要检测目的基因是否成功地插入了受体 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 球蛋白的 DNA D 合成苯丙羟化酶的 DNA 片段 答案 ADADC ABCB 10 资料显示 近十年来 PCR 技术 DNA 聚合酶链式反应技术 成为分子生物实验的一 种常规手段 其原理是利用 DNA 半保留复制的特性 在试管中进行 DNA 的人工复制 如下 图 在很短的时间内 将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍 使分子生物实验所需的遗传物 质不再受限于活的生物体 请据图回答 1 加热至 94 的目的是使 DNA 样品中的 键断裂 该过程在生物体细胞内是通过 酶的作用完成的 分析可知新合成 DNA 分子中 A T C G 这说明 DNA 分子的合 成遵循 2 与细胞内 DNA 复制相比 PCR 技术所需要的 DNA 聚合酶的最适温度比较 高 低 5 3 通过 PCR 技术使 DNA 分子大量复制时 若将一个用 15N 标记的模板 DNA 分子 第一代 放入试管中 以 14N 标记的脱氧核苷酸为原料 连续复制到第五代时 含15N 标记的