《基因工程的基本操作程序》导学案

高二生物选修三导学案

专题1基因工程

1.2基因工程的基本操作程序

学习目标

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。

学习重点和难点

1、学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。

2、教学难点

(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。

自主学习

一、目的基因的获取：

1.目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的o

2.获取目的基因的方法

(1)从基因文库中获取目的基因

①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多,导入受体菌的群体

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。

“基因组文库：含有一种生物的基因

②种类＜

-cDNA文库：含有一种生物的基因

③目的基因的获取

根据基因的有关信息：基因的序列、基因的、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)利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。

②条件：己知目的基因的序列。

③过程：目的基因DNA受热形成,与结合，然后在

的作用下进行延伸形成DNAO

④方式：指数扩增二2n(n为扩增循环的次数)

(3)人工合成法：基因较小，核昔酸序列已知，可以人工合成。

典例1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是（）

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③反转录

法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成

A.①@③④B.①②®C.②®④D.②③

二、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。

2.启动子：位于基因的,它是和结合的部位，

驱动基因转录产生mRNAo

3.终止子：位于基因的,终止o

4.标记基因：受体细胞是否含有目的基因。

5.表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且

一给下一代；同时使目的基因和发挥作用。

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。

典例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。起初把苏云金芽袍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、将目的基因导入受体细胞

（一）转化：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和—

—的过程。

（二）方法

1.将目的基因导入植物细胞

（1）农杆菌转化法

①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染色体

上。

②转化：目的基因插人农杆菌-导入植物细胞一目的基因

整合到植物细胞染色体上一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)

2.将目的基因导入动物细胞

(1)方法：注射技术。

(2)操作程序：目的基因表达载体f取卵(受精卵)一显微注射一

注射了目的基因的受精卵移植到一性动物的

________________________________内发育一新性状动物o

3.将目的基因导入微生物细胞

(D原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。

(2)大肠杆菌最常用的转化方法是：处理细胞一细胞一表

达载体与感受态细胞混合一细胞吸收DNA分子。

典例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

()

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受

精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染

棉的体细胞，再进行组织培养④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、①@B、②③C、③④D、①©

四、目的基因的检测与鉴定

1.检测

(1)方法：DNA分子杂交技术、抗原抗体分子杂交方法。

(2)内容

①检测转基因生物染色体的DNA是否插入o

②检测目的基因是否转录。

③检测目的基因是否翻译成。

2.鉴定：_______鉴定、抗病鉴定等。

反馈矫正：

一、选择题：

1、下列属于获取目的基因的方法的是（）

①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取

③从受体细胞中提取④利用PCR技术

⑤利用DNA转录⑥人工合成

A.①©③⑤B.①②®⑥C.①②®④D.①②©⑥

2、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

（）

①同一种限制酶切割两者；②不需同一种限制酶切割两者；

③加入适量的DNA连接酶；④不需加DNA连接酶

A.①@B.①④C.②④D.②③

7.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

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.合成仅一球蛋白的DNAD.合成苯丙羟化酶的DNA片段

12.基因工程的正确操作步骤是（）

①构建基因表达载体②将目的基因导入受体细胞

③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④取目的基因

A.③©④①B.②④0③C.④①②@D.③④①②

13.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甘酸序列

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（）

A.DNA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

15、下列哪项不是基因工程技术（）

A.基因转移B.基因扩增C.基因检测D.基因表达

（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中，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

说明基因是有效应的片段，具有一定的性；同时可

以说明各种生物共用一套o

(3)上述技术所用的工具酶有o

(4)材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何优点？

(5)可遗传的变异分为三种!、、,而基因工

程改变一个物种的基因属于。

(6)从上述所给的材料，不能得出哪一结论()

A.动植物之间可以相互转基因

B.真核生物与原核生物之间可以相互转基因

C.基因工程可以定向地改变生物的基因

D.转基因生物的出现对生物的进化是有利的

17.人体受病毒刺激后，可以产生干扰素，干扰素分为。、。、/三类，1980

年，生物学家成功破译了二干扰素的全部遗传信息，并运用插入质粒的方法，

用大肠杆菌生产得到干扰素可以用于治疗肝炎和肿瘤，回答下列问题：

(1)上述材料中涉及的现代生物技术有o

(2)在利用大肠杆菌生产干扰过程中，目的基因是,所用载体是—

—o表达载体的结构组成包括、、、

(3)目的基因在大肠杆菌中表达时，必须经过和过程。

18.下图是将人的生长激素基因导人细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图,

所用载