第八单元基因工程的基本操作程序（学生版）-2021-2022学年高二生物单元复习知识清单（人教版2019选择性必修3）

第三章基因工程第二节基因工程的基本操作程序1.基因工程的基本操作程序：(1)_________________________;(2)_________________________（核心）;(3)_________________________;(4)_________________________。（P76）一、目的基因的筛选与获取1．目的基因的概念：在基因工程的设计和操作中，用于改变_______________或获得_______________等的基因。（P76）2.根据不同的需要，目的基因是不同的，主要是指_______________。（P76）3.常见目的基因类型：_______________、__________、__________、__________和__________等相关的基因。实例：培养转基因抗虫棉用到的目的基因是_______________。（P76）4．筛选合适的目的基因较为有效的方法：从相关的__________和__________的基因中进行筛选。实例：在培育转基因抗虫棉之前，科学家不仅掌握了Bt基因的__________，也对Bt基因的表达产物——_______________有了较为深入的了解。（P76）5.认识基因结构和功能的技术方法：__________技术、__________数据库（GenBank）、__________工具（如BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，为找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能。（P77）6.Bt抗虫蛋白的抗虫原理是什么？（P77相关信息）_______________________________________________________________________________________________________________________。7.为什么Bt抗虫蛋白不会对人畜产生危害？（P77相关信息）_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。8.获取目的基因的方法：__________、_______________、_______________。（P82）9.PCR的概念：PCR是_______________的缩写，它是一项根据_______________的原理，在体外提供__________的各种组分与反应条件，对________________________________________________进行大量复制的技术。（P77）（1）全称：____________________。（2）原理：____________________。（3）操作环境：______________________________。（4）目的：________________________________________。（5）优点：_____________________________________________。10.PCR由__________等人于1985年发明，并于1993年获得诺贝尔化学奖。（P77）11.条件：DNA模板、分别与两条模板链结合的2种_____、四种_______________、______________________________。（P77）12.PCR的过程：目的基因DNA受热变性后解为_____，_____与单链相应_____结合；然后以单链DNA为模板在（耐高温的）__________作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到_______________，如此重复循环多次。每次循环一般可以分为_____、_____、_____三步。（P77）(1)变性：温度上升到90℃以上，目的基因DNA____________________。该过程中打开的是哪种化学键是__________。（P78）(2)复性：温度下降到50℃左右时，__________通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。该过程碱基互补配对的一定是引物与模板链吗？_____________________________________________________。（P78）(3)延伸：温度上升到72℃左右时，溶液中_________________________在耐高温的____________________的作用下加到引物的_____端合成子链。（P78）(4)重复循环多次。(5)结果：呈_____形式扩增（n次扩增循环后，DNA数量约为2n)。13.为什么呈指数形式扩增？________________________________________________________________________________________________________________________。14.DNA体内复制解旋条件为__________，PCR解旋条件为_______________.15.DNA体内复制合成DNA子链需要_______________催化，PCR合成DNA子链需要________________________________________催化。16.PCR的扩增缓冲液中一般含有_____作用为_______________。（P77相关信息）17.PCR中复制的原料实际为_____（_____、_____、_____、_____）除作为原料，还可以______________________________。因此，PCR反应体系中_____添加ATP。18.引物是一小段能DNA母链的一段碱基序列互补配对的__________。（P77相关信息）*体内复制的引物为RNA单链，PCR中的引物一般为DNA单链。19.引物的作用：_____________________________________________。（P77）20.为什么需要引物？__________________________________________________________________________________________________________________________________21.两种引物都结合在DNA模板链的_____端，脱氧核苷酸连接在引物的_____端进行延伸。22.DNA新链延伸的方向为_________________________。（P78图）23.DNA复制需要一定的液体环境和pH，PCR中由_______________提供。24.PCR的产物通常采用____________________来鉴定。（P79）思考：用PCR可以扩增mRNA吗？_________________________________________________________________。（1）逆转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA链，形成RNADNA杂交分子；（2）核酸酶H降解RNADNA杂交分子中的RNA链，使之变成单链DNA；（3）以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子，即cDNA。引物（1）设计引物的依据是：________________________________________。（2）引物设计时既要考虑目的基因序列，又要考虑载体序列，原因是：_________________________________________________________________________。（3）使用的一对引物的序列相同吗？____________________________________________________________。*两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增（4）引物设计的要求（或引物失效的原因）a._______________________________________________________。b._______________________________________________________。（5）每种引物内部不能发生局部碱基互补配对的原因：_______________。（6）两种引物之间不能在局部发生碱基互补配对的原因：________________________________________________________________________________。（8）引物长度一般为__________个核苷酸，若引物长度过短，则______________________________________________________________________。PCR与体内DNA复制的比较：PCR技术DNA复制相同点原则条件DNA母链作为模板、引物、4种脱氧核苷酸为原料（实为dNTP）延伸方向新链都是从5’端向3’端延伸不同点解旋方式场所体内主要在细胞核延伸用酶DNA聚合酶温度控制温度，需要在不同温度下进行（90℃以上变性、50℃左右复性、72℃左右延伸）体内温和条件过程结果大量的DNA片段（目的基因）25.基因文库分为两类：__________和____________________。（P82）26.cDNA文库比基因组文库_____；cDNA文库中的基因_____启动子、终止子和内含子；基因组文库中的基因_____启动子、终止子和内含子。27.cDNA概念：某种生物发育的某个时期的_______________产生的多种互补DNA片段。28.形成cDNA的过程中需要__________酶。29.真核生物的cDNA为什么没有内含子和启动子？cDNA是由生物发育的_______________产生的DNA片段，启动子位于________，不会转录形成mRNA的片段，而_____转录之后，会经后期加工，其对应的RNA序列会被剪切掉，因此在________________________________________，那么经过逆转录得到的DNA中，也就没有相应的序列。30.为什么cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少？___________________________________________________________________________________________________________________。31.利用化学方法合成DNA需要仪器为__________；要求基因的核苷酸序列_____；该过程__________模板。二、基因表达载体的构建1.地位：基因表达载体的构建这一步是基因工程的_____工作。（P80）2.构建基因表达载体的目的：(1)使目的基因在受体细胞中_______________，并且可以__________给下一代。(2)使目的基因能够_____和发挥作用。（P80）3.基因表达载体的组成：基因表达载体必须包括__________、__________、_____、__________等（若需要能完成自主复制，还应有__________）。4.启动子：（P80）（1）本质：一段有特殊序列结构的_____片段。（2）位置：_____________________________________________。（3）功能：__________________________________________________。（4）特殊类型：____________________。（5）诱导型启动子的特点：___________________________________。5.终止子：（P80）（1）本质：一段有特殊序列结构的_____片段。（2）位置：位于基因的_____。（3）功能：___________________________________。6.标记基因（1）作用：___________________________________。（2）常见类型___________________、____________________等7．基因表达载体的构建过程：首先用一定的__________切割载体，使它出现一个切口；然后用_____限制酶或_______________的限制酶切割目的基因的DNA片段（使之产生_______________）；再利用__________将目的基因片段拼接到载体的切口处。这样就形成了一个_______________。（P80）8.切割载体和切割含有目的基因的DNA片段的限制酶为什么应为同种限制酶或能产生相同末端的限制酶？_____________________________________________。9.用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA，再用DNA连接酶处理后，一定会形成重组DNA分子吗？________________________________________。10.用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA，再用DNA连接酶处理后，可能有几种产物？自连（____________________、____________________）两两连接（_________________、_______________、____________________）。11.用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA，再用DNA连接酶处理后，形成的“载体目的基因”产物一定符合要求吗？______________________________________________。12.如何避免上述问题？_____________________________________________。13.将生物的所有DNA直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，效果会怎样？_________________________________________________________________。14.由于不同转基因产品所需要的_____基因不同，受体细胞又有_____、_____、微生物之分，因此基因表达载体的构建方法____________________的,将目的基因导入受体细胞的方法也不是完全相同的。三、将目的基因导入受体细胞1．目的基因导入受体细胞的方法(1)目的基因导入植物细胞（P80）①____________________Ⅰ.用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入_____中。Ⅱ.在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借_______________进入_____。=3\*ROMANIII.花粉管通道法的受体细胞：_____。=4\*ROMANIV.花粉管通道法的地位：________________________________________。②_______________（P81资料卡）转化：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内__________和_____的过程。Ⅰ.农杆菌的特点：农杆菌自然条件下侵染__________植物和_____植物，而对大多数_______________没有侵染能力；农杆菌细胞内含有__________，当它侵染植物细胞后，能将__________上的__________（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的_______________上。（P81）Ⅱ.农杆菌转化法的实验思路（过程）：将目的基因插入Ti质粒的__________中，通过农杆菌的_____作用，就可以使目的基因进入植物细胞，（P81）并整合到受体细胞的染色体DNA上，使目的基因能够维持_____和_____。=3\*ROMANIII.农杆菌转化法的过程经过的两次拼接、两次导入：第一次拼接：____________________________________。第二次拼接：_____________________________________________________________________。第一次导入：____________________________________。第二次导入：____________________________________。=4\*ROMANIV.农杆菌转化法的两种具体操作a.可以将新鲜的从叶片上取下的圆形小片(即__________）与农杆菌共培养，然后筛选__________，并再__________；*受体细胞为__________。b.可以将花序直接_____在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养_____并获得种子，再进行_____、_____等；*受体细胞为__________。(2)目的基因导入动物细胞时，受体细胞为__________.为什么选择该细胞？____________________________________________________________。（P82）①常用方法：__________法。②将目的基因导入受精卵后，还要经过_______________、_______________才能够获得具有新性状的动物。=3\*GB3③获得的动物具有新性状是因为产生了新基因吗？_____。(3)目的基因导入微生物细胞时，常用__________作为受体细胞，其中以____________________最广泛。（P82）①Ca2+处理法（感受态细胞法）的一般过程：先用_____处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种_____________________________________________的生理状态，然后将___________________________________导入其中。②原核生物的优点（为什么选择原核生物作为受体细胞）。____________________________________________________________。=3\*GB3③Ca2+的作用：__________________________________________________。=4\*GB3④什么是感受态：__________________________________________________。=5\*GB3⑤以四环素抗性基因为标记基因，可以把表达载体导入具有四环素抗性的大肠杆菌中吗？_____。思考：当真核生物的基因以原核生物作为受体细胞时：1.若无法获得该蛋白，原因可能是什么？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.以上情况如何解决？___________________________________________________________________________________________________。3.若可以获得该蛋白，但是蛋白质无活性，原因可能是？_____________________________________________________________________________________。4.以上情况如何解决？_____________________________________________。四、目的基因的检测与鉴定1.标记基因筛选呈阳性一定能确定目的基因导入受体细胞了吗？____________________________________________________________。2.因此，针对目的基因仅仅通过标记基因筛选是不够的，还需要进行____________________和______________________________。（P82）3.目的基因的检测与鉴定的目的：（1）检查目的基因进入受体细胞后，______________________________。（2）检查_____________________________________________。（P82）4．分子水平检测的内容：(1)通过___________________________________检测受体细胞染色体DNA上是否插入了__________或检测目的基因是否_______________。（P82）(2)从转基因生物中提取蛋白质用相应的抗体进行____________________杂交，检测目的基因是否翻译成了__________。补充了解—抗原抗体杂交技术从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交，若出现杂交带，则目的基因成功翻译出蛋白质。5．个体生物学水平鉴定的内容：_______________________________________________________________________________________________。转基因生物鉴定方法成功标志抗虫植物抗病毒（菌）植物抗盐植物抗除草剂植物获取目的基因产物的转基因生物补充思考：以上几种方法的顺序是如何的？补充了解—分子杂交技术在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针，使探针与基因组DNA或mRNA杂交，若出现杂交带，则目的基因插入成功或转录出mRNA。补充思考：如何利用PCR技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因和目的基因是否转录出mRNA？（1）_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；（2）_____________________________________________________________________________________________________________________________。探究：DNA片段扩增及电泳鉴定（P84）1.利用PCR在体外进行DNA片段扩增的原理（1）PCR利用了DNA的__________原理，通过__________来控制DNA双链的解聚与结合，PCR仪实质上就是一台能够自动调控_____的仪器。（2）PCR扩增DNA片段还利用了_________________________的原理。（3）一次PCR一般要经历_____次循环。2.DNA热变性的难易程度跟DNA分子中具有_____个氢键的GC碱基对的比例有关，该比例越高，DNA热稳定性越高，越_____热变性。3.一般在PCR实验中引物的添加量_____实际所需量。原因：____________________________________________________________。能任意增大添加量吗？_____。4.DNA片段电泳鉴定的原理：（P84）（1）DNA分子具有_______________，在一定的__________下，这些基团可以带上_______________，在_____的作用下，这些__________会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是_____。（2）PCR的产物一般通过_________________________来鉴定。（3）在凝胶中DNA分子的迁移速率与__________、____________________________________________________________等有关；（4）凝胶中的DNA分子通过_____，可以在波长为_____的_______下被检测出来.5.按照PCR反应体系配方或PCR试剂盒的说明书，在微量离心管中依次加入各组分后，要进行_____越10s，目的是：___________________________________________________________________________。（P84）6.说出发挥以下作用的工具（1）自动控温，实现DNA的扩增：__________。（2）实际进行PCR反应的场所：_______________。（3）向微量离心管转移PCR配方中的液体：_______________。（P85）7.PCR时根据目的片段长度适当调整_____时间。8.预变性条件_______________。预变性目的_____________________________________________。（P85）9.配制琼脂糖溶液：根据待分离DNA片段的_____，用_______________配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比__________的琼脂糖溶液。（P85）10.DNA分子通过_______________进行染色。11.插入梳子的目的：_______________。（P85）12.电泳缓冲液加入电泳槽并没过凝胶1mm应在加样_____进行。（P85）13.对照组设置：______________________________