2017届高中生物基因工程1.2基因工程的基本操作程序导学案(无答案)新人教版选修3

1、基因工程的基本操作程序(第一课时)【学习目标】1说出基因工程基本操作程序。2.掌握获取目的基因的方法。3.基因组文库与cDNA文库的区别。4.PCR技术。【重点难点】重点：1.掌握获取目的基因的方法。2.基因组文库与cDNA文库的区别。3.PCR技术。难点：1.掌握获取目的基因的方法。2. PCR技术。【自主学习】一、 基因工程的基本操作程序写出左图各字母所代表的内容A:_ : _ _D:_ : _ _G: _ H_ _二、 目的基因的获取：(1)目的基因主要是_ ,也可以是一些具有_。(2)目的基因的来源_。(3)获取目的基因的方法：21_（一）从基因文库中获取目的基因（1）构建基因文库时需

2、要对DNA分子进行切割和连接所使用的酶分别是 _ =和_ 。（2）基因组文库包含了一种生物的 _;是通过_酶获得的；cDNA文库包含了一种生物的的 _ 获（二）利用PCR技术扩增目的基因PCRT增目的基因的原理是 _ ，前提条件是 _，PCR所使用的酶是_ ，该酶具有什么特点？ _ 。过程：第一步：加热至9095 C _;第二步：冷却到5560C,_;第三步：加热至7075C,_从引物起始互补链的合成。（三）人工合成目的基因当基因比较小，_又已知，可以通过DNA合成仪用_ 人工合成。【问题生成】【师生互动，问题探讨】1.PCR技术与DNA复制有什么区另U?项目DNA复制PCR技 术不 同占八、

3、场所解旋Lx酶-引物合成 子链1温度特点循环次 数产物相同点2.构建基因文库时用到哪些工具？3.如何利用mRNA勾建生物的cDNA?【课后小结与反思】 基因文库的构建过程【自我检测】1.正确表示基因工程顺序操作的四个步骤的是（）A.获取目的基因T将目的基因导入受体细胞T基因表达载体的构建T目的基因的检测与鉴疋3._慎啊助*云JtfiDNA呻 M上0 0 0 1导I1 1；.y.11Q.；Q；.目的基因的检测与鉴定T获取目的基因T基因表达载体的构建T将目的基因导入受体细C.获取目的基因T基因表达载体的构建T将目的基因导入受体细胞T目的基因的检测与鉴 疋D.基因表达载体的构建T获取目的基因T将目的

4、基因导入受体细胞T目的基因的检测与鉴 疋2.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3. 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A.B.C.D.4.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分子上有3个酶切位点都被该酶切断， 则会产生四个不同长度的DNA片段。 现有多 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， 经该酶切割后，这些线性DNA分子最多能产

5、生长度不同的DNA片段种类数是a bcd践性 DHA 分子的鹽切示意图A. 3 B.4 C.9 D.125.有关基因工程的叙述中，错误的是（）A. DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来B.限制性内切酶用于目的基因的获得C.目的基因须由载体导入受体细胞D.人工合成目的基因不用限制性内切酶6.右图为用于基因工程的一个质粒示意图。用EcoRI限制酶切割目的基因和该质粒，再用DNA连接酶连接形成重组质粒， 然后导入大肠杆菌，最后将大肠杆菌放在四种培养基中培养：a无抗生素的培养基，b含四环素的培养基，c含氨苄青霉素的培养基，d含四环素和EcoRI限制酶 酶切位点四环素抗性基因氨苄青霉素的培养基。含重组

6、质粒的大肠杆菌能生长的是A. aB.a和c C.a和b D.b和c7.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.胞A.B.C.D.氨节青霉素抗性基因4B.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8.切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：DNA RNA蛋白质RNA RNA蛋白质DNA RNA蛋白质DNA RNA蛋白质9.（2014.广东卷）利用基因工程技术生产羧酸酯酶（叙述正确的是（）A、过程需使用逆转录酶B过程需使用解旋

7、酶和PCR获取目的基因C过程使用的感受态细胞可用NaCI溶液制备D过程可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞10.基因工程中目的基因的分离是操作的关键。下面甲、乙图表示从真核生物细胞中获取J Tfc .目的基因的两种方法，请回答下列问题：基因為aETTTI l【Ell门Fl I门11【nrr rrn rm111.口丄_0_1。1【i 在甲图中，a过程是在_酶的作用下完成的。如果用该类酶中的一种，不一定能获取目的基因，其原因在乙图中，c过程在遗传学上称为 _ ,d过程除需以mRNA为模板，脱氧核苷酸为原料，还需要的条件是ATP、_ 、DNA聚合酶等。课题：基因工程的基本操作程序（第二

8、课时）主备人：审核人： 授课人： _ 使用时间:【学习目标】1.基因表达载体的构建2.将目的基因导入受体细胞的方法B.基因工程C.细胞工程D.基因工程CarE）制剂的流程如图14所示，下列nnrnunniiininnnLI 11 HJJ LL.l 11_L11 t J-LLL1-L1J1年月日課的基因5【重点难点】重点：1基因表达载体的构建2将目的基因导入受体细胞的方法 难点：将目的基因导入受体细胞的方法【自主学习】一、基因表达载体的构建（1）基因工程的核心 _2）构建表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中 _，并且可以遗传（7）由于受体细胞不同，将基因导入受体细胞的方法也不同，所以基因表达载

9、体的构建不 是千篇一律的。、将目的基因导入受体细胞 阅读课本1213页，（一）_ 转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内 _的过程。（二）将目的基因导入植物细胞（1）受体细胞：（2）农杆菌转化法（采用最多的方法）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 _上。目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。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。+IJ II!.比*1询3转化过程：构建的表达载体转入6（4）花粉管通道法我国独创的一种方法（三）将目的基因导入动物细胞（1）_ 方法：（2）_ 受体细

10、胞：操作程序：目的基因表达载体T取卵（受精卵）T显微注射T注射了目的基因的受精卵移植到 _ 性动物的 _内发育T新性状动物。（四）将目的基因导入微生物细胞（1）原核生物特点： _ 、多为_ 、_ 相对较少等。（2）大肠杆菌最常用的转化方法是： _处理细胞，成为_ 细胞T表达载体与感受态细胞混合T_细胞吸收DNA分子。【问题生成】【师生互动，问题探讨】V A4.培育转基因动物时，受体细胞能否采用动物体细胞，为什么采用受精卵?5将目的基因与载体混合并用DNA连接酶处理后，会出现几种结果，怎样从中筛选处所需要重组质粒？【课后小结与反思】【自我检测】1.下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是（

11、）A.需要限制酶和DNA连接酶B.必须在细胞内进行C.抗生素抗性基因可作为标记基因D.启动子位于基因的首端2.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，原因是1.启动子与起始密码子有何区别？2.终止子与终止密码子有何区别？3.基因表达载体的构建需要哪些工具酶, 分子（以质粒为运载体）？如何将目的基因与运载体连接起来形成重组DNA73.正确的操作顺序是（）A.结构简单，操作方便BC.遗传物质含量少、简单D.繁殖速度快.性状稳定，变异少8使目的基因与运载体相结合2将目的基因导入受体细胞目的基因的获取3检测目的基因的表达是否符合特定性状要求；4提取目的基因。A.B.C.D.(2)_过程

12、表示的是采取的方法来获取目的基因。其过程可表示为(3)图中(3)过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，主要是借鉴细菌或病毒_细胞的途径。一般将受体大肠杆菌用_处理，使细胞处于能_的生理状态，这种细胞称为 _ 细胞，再将表达载体 溶于缓冲液中与 _混合，在一定的温度下完成转化。检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒，可采用的方法 是_ ,理由(5)如果把已经导入了普通质粒A或重组质粒的大肠杆菌，放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是_ ，原因是：_5.科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植

13、株一一抗虫棉。其过程大致如图所示：(1)_进行基因工程操作的工具酶有,将苏云金芽孢杆菌的_Bt基因导入棉花细胞内，使棉花植株产生抗虫性状，引起这种新性状产生依赖于 _ 。细菌4.科学家将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。过程如图，据图回答:注1人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是生氏蛊的RNA质頼ASt纽廨粒LT的甚肉(人的生四环鬣拭楼基阖 的甚塀与 碼粒八的皓合点*龙；口申irt穌青霉秦基囱3)*明菌EJbLllk+frJ9的 基因之所以能在棉花细胞内表达，产生。抗 性，其原因是基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是，其核心步骤是，

14、其目的是使目的基10因在受体细胞中稳定存在，并且可以_ 给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。（3）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是 _，这种导入方法较经济、有效。（4）Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用T-DNA的_ 特点。6.如图将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”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导入细菌B后，其上的基因 能得到表达。请回答下列问题：（1）_ 图中的目的基因是指（2）如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒？基因工程的基本操作程序（第三课

15、时）【学习目标】1.掌握目的基因检测与鉴定的方法。2. DNA分子杂交技术的原理。3.总结基因工程操作中的一些注意事项 【重点难点】重点：目的基因检测与鉴定的方法。 难点：目的基因检测与鉴定的方法。【自主学习】目的基因的检测与鉴定（1）为什么要检测与鉴定：（2）检测的内容与方法的比较步骤结果显示日的卑因（人的生辰滥素甚圉）质粒A检测内容方法11(4)_什么是探针？ _(5)_ DNA分子杂交技术的原理是 _【问题生成】【师生互动，问题探讨】1.为什么需要进行个体生物学水平的鉴定？2.若要生产人的糖蛋白，可以用大肠杆菌吗？3. DNA分子杂交技术还有哪些应用？4. DNA分子杂交与分子杂交有什么

16、区别？5.基因工程的操作中，哪些过程发生碱基互补配对现象【课后小结与反思】基因工程操作的8个易错点(1)目的基因的插入位点不是随意的分 子检 测第一步目的基因是否进入受体细胞是否成功显示出杂交带第二步目的基因是否转录出mRNA是否成功显示出杂交带第三步目的基因是否翻译出蛋白质是否成功显示出杂交带个 体水 平鉴疋(3)目的 在受体细 遗传的关基因能否胞中稳定键是_12基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。(2)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象 第一步存在逆转录法获得DNA第二步存在黏性末端连接现象，第四步检测存在

17、分子水平杂 交方法。(3)原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶 分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。(5)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，称为转化。转化 的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。(6)不熟悉标记基因的种类和作用：标记基因的作用一一筛选、检测目的基因是否导入受体 细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。对受体细胞模糊不清： 受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、

18、动物受精卵(-般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必 须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、 分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄 生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。(8)还应注意的问题有：基因表达载体中，启动子(DNA片段)工起始密码子(RNA);终止子(DNA片段)工终止密码子(RNA)。基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。【自我检测】1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

19、检测受体细胞是否有致病基因转录mRNA检测目的基因是否翻译蛋白质A.B. C. D.2.在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是A.人工合成目的基因B.目的基因与运载体结合C.目的基因的检测和表达D.将目的基因导入受体细胞3.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.是否有抗生素抗性B.是否能检测到标记基因4.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5.基因工程有广阔的应用前景。回答下列各题:(1)获取目的基因后，短期内要得到大量目的目的基因，可利用 _ 扩增

20、。(2)构建基因表达载体的过程要使用的工具酶有 _。(3)受体种类不同，导入方法不同。选育优良动物，目的基因导入的常用方法是 _检测目的基因是否( )C.是否有相应的性状D.是否能分离到目的基因A.B.C.D.13选育优良植物，目的基因导入采用最多的方法是 _ 。目的基因进入动植物细胞并且在受体细胞维持稳定和表达的过程，称为 _ 。(4)检测目的基因在转基因生物中是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物的体细胞中提取蛋白质，用相应的抗体进行 _杂交，看是否有 _ 。6.根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有_ 和_14质粒运载体用EcoRI

21、切割后产生的片段如下：AATTCGG CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRI切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是 _(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即 _DNA连接酶和_DNA连接酶。(4)反转录作用的模板是 _ ，产物是 _ 。若要在体外获得大量反转录产物，常采用 _ 技术。基因工程中除质粒外， _和_ 也可作为载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_ 。7.图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种 质粒的结

22、构和部分碱基序列。现有Mspi、BanHl、Mbol、Smat4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CJ CGG GJ GATCC J GATC CCCL GGG请回答下列问题：目的曲因 D., r , . ,TTTTTTTTTT I I IJI (III I I I I I I I 1 I I I I I I I I IGGATCCCXGGG CCCGCGGGATCCCCTAGGWGCCC GGGCCCCCTAGG41 iT门了I_LI.屮ipTi IL.丨丫丫订1小.丨皿丫丨- 534 bp-79& bp-百菲 bp-图 I(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 _连接。若用限制酶Smal完全切割图1中DNA片段，产生的末端是 _ 末端，其产物长度为_。若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合 子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Smat完全切割，产物中共有 _种不同长度的DNA片段。(4)_若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应 选用的限制酶是 _。在导入重组