兵团农二师华山中学高中生物 12基因工程的基本操作程序导学案新人教版选修3

1.2基因工程的基本操作程序

【自主学习】

基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：的获取,

的构建，将目的基因,目的基因的

一、目的基因的获取

1.目的基因：主要是指的基因，也可以是一些具有

____________________的因子.

2.获取目的基因是实施基因工程的第一步。目的基因的获取方法主要有两种：①从自然

界中已有的物种中分离出来②=

3.基因文库一一将含有片段，导入

中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。

基因文库根据其大小可分为和。

受体细胞是指接受的细胞，即表达载体导入的细胞。

基因工程常用的受体有、__________、_.o

4.PCR技术扩增目的基因

原理：DNA复制

做法：已知一据已知序列合成__________-DNA扩增

结果：扩增出___________________的目的基因。

5、人工合成法：如果基因比较小，又已知,可借助—

—用化学方法直接人工合成。

二、基因表达载体的构建

基因表达载体的构建是基因工程的。其中心内容是—

，形成，最后通过重组运载体将目的基因导入

1.构建表达我体的目的：（1）使目的基因，并可

,（2）使目的基因能够.

2.基因表达载休的组成।目的基因，・

3.启动子是一段的DNA片段，位于基因的

,它是识别和结合的部位，有它才能驱动基因转录出—

,最终获得所需要的蛋白质。

4、终止子位于基因的,也是一段具有特殊结构的DNA短片段，

相当于一盏红色信号灯，使转录在

5、标记基因的作用是,从而将含有

______________________________的细胞筛选出来。

三、将目的基因导入受体细胞

1、转化一一H的基因进入内，并且在受体细胞内

—和的过程。

2、将目的基因导入受体细胞的方法：①将目的基因导入植物细胞一一

：双子植物或________________________

基因枪法：_____________________________________

花粉管通道法。

②将目的基因导入动物细胞一一，常用的受体细胞:

③将目的基因导入微生物细胞一一处理细胞法，使细胞处于一

种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（这种细胞称为

_____________________________）

四、目的基因的检测与鉴定

1检测对象：分子检测：①检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了一

,可用;

②检测目的基因是否,可用:

③检测目的基因是否，可用：。

（2）检测方法：分子检测法一一①和②都是分子杂交技术，③抗原一抗体杂交法：形

态检测法一一可根据目标性状的有无来判断目的基因是否表达：个体生物学水平鉴定：如做

抗虫或抗病接种实验。

五、教材深化：人工合成目的基因的过程：

①目的基因转录成的mRNA逆转录合成•单链DKA碱基互补配对合成.双链DNA（目的基因）

②蛋白质中氨基酸的序列虬mRNA中的碱基序列逮驾DNA碱基序列目的基因

化学方法合成1t目的基因

【课后练习】

1.1993年,我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的最新转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（）

A.普通棉花的基因突变B.棉铃虫变异形成的致死基因

C.在棉铃虫体内寄生的线虫基因D.苏云金芽电杆菌体内的抗虫基因

2.镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改

变必须使用的酶是（）

A.解旋酶,B.DNA连接酶

C.限制性内切防I）.RNA聚合酹

3.科学家已经能够通过基因工程的方法，能使番茄果肉细胞中含有人奶蛋白。以下有关该

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启动子、终止子

B.用同种限制随处理质粒和含目的基因的DNA,可产生相同的黏性末端而形成重组DNA分子

C.番茄的叶肉细胞可作为受体细胞

1）.启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达是不可缺少的

4.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（）

①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因③检测目的基因是否转

录信使RNA④检测目的基因基否翻译蛋白质

A.©©③B.②®®C.①③®D.①②④

5.有关基因工程的叙述正确的是（）

A.限制酶只在获取目的基因时才用

B.重组质粒的形成是在细胞内完成的

C.质粒都可以作为运载体

D.蛋白质的亚基酸排列顺序可以为合成目的基因提供线索

6.多聚触链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多

次循环：95c下使模板DNA变性、解链-55℃下复性（引物与DNA模板链结合）-72℃下引物

链延伸（形成新的脱氧核甘酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是（）

A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋能实现

B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成

C.延伸过程中需要DNA聚合的、ATP、四种核糖核甘酸

I）.PCR与细胞内DNA复制相比所需要能的最适温度较高

7.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获取目的基因

A.④①B.②④©@

C.®®②③D.③④®0

8.将ada（腺甘酸脱氨前基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺甘酸脱氨酹。下列

叙述错误的是（）

A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒

B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切（W识别位点

C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada

D.每个插入的ada至少表达一个腺甘酸脱氨酶分子

9.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的主要原因是（）

A.结构简单，操作方便B.繁殖速度快

C.遗传物质含量少，易操作D.性状稳定,变异少

10.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

11.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗

冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序

列重复次数越多,抗冻能力越强。下图是获

取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有

关叙述正确的是（）

A.过程①获取的目的基因，可用于基因工

程和比目鱼基因组测序

B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白

C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选

1）.应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达

12.科学家运用转基因技术,将苏云金芽抱杆菌的抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出

抗虫效果很好的优质大白菜,减少了农药的使用量,减轻了农药对环境的污染。下列说法止

确的是（）

A.DXT基因的编码区由内含子和外显子组成

B.DXT基因在大白菜细胞中没有表达

C.该技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶

D.限制酶的切口一定是GAATK碱基序列

13.苏云金芽泡杆菌的抗虫基因导入棉花植株后是否已表达,从生物个体水平进行的检测是

A.是否有抗药性

B.是否有相应的抗虫性状

C.是否能检测到标记基因

D.是否能分离到目的基因

14.质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌质检

胃抗气节育寄素内闪

体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推■抗四环京基因

知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位

细菌在含青塞索培细前在含四年索培

置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源养基上的生长情况养基上的生长情况

基因插入位置（插入点有a、b、c）,请根据表中提供细菌的①能生长能生长

生长情况,推测①②③三种重组细菌的外源基因插入点，②催生长不能生长

正确的一项是（）不能生长能生K

A.①是c;②是b;③是a

B.①是a和b;②是a;③是b

C.①是a和b;②是b;③是a

D.①是c;②是a;③是b

15.用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，操作错误的是（）

A.用限制性核酸内切梅切割烟草花叶病毒的核酸

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分子导入烟草原生质体

D.用含除草剂的培养基笳选技基因烟草细胞

16.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵

就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是（）

A.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物

B.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传

C.大肠杆菌质粒标记基因中腺噪吟与尿嚅嚏含量相等

D.生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接前

17.基因工程又叫基因拼接技术

（1）在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的—

为模板，成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成

（2）基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、

（3）假设以大肠杆菌质粒作为运载体，井以同一种限制性内切酶切割运载.体与目的基因,

将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入

生物材料

DNA连接两。连接产物至少有

种环状DNA分子，它们分别是o

18.下图是基因工程的基本操作流程图，请将图

中不完整的部分填完整并回答相关的问题：

（1）填写内容：

第三步⑦

得到转基因生物

♦

第PM步目的基因的检测与鉴定

①.、②、

③、®.、

⑤、⑥、⑦

⑵第四步.中目的基因的检测与鉴定包括检测转基因生物染色体的DNA是否插入了目的基

因：检测目的基因是否

_____________________:检测目的基因是否____________________________________

19.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，请据图完成下列问题。

重:复进行，⑤

②♦③A/W\④/XW7W大鼠

/wv\一/?W7W\-

人眦区胰岛素AA/W\/XW7W\的A

腆

滥卬。心人人

索

岛

胰

人

素

岛

大肠杆菌B

(1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?，为什么？

(2)过程②必需的酶是函，过程③需要的酶是B

(3)在利用A、B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

(4)为使过程⑧更易进行，可用(药剂)处理D

20.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。

(2)质粒运载体用EcoRI切割后产生的片段如下：

AATTC.......G

G……CTTAA

为使运载体与目.的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR1切割外，还可用另一种限制

性内切酶切割，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

D\A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

(5)基因工程中除质粒外，和______________也可作为运载体。

(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0

21.科学家通过基因工程方法，将苏云金芽胞杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并

(3)夙毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为

(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是

(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表讪其遗传特性的关铤是

这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是

22.下图为培育转基因小鼠的部分过程示意图。请回答下列问题。

移植10〜30分离而

个细胞到内斯将一DNA0

------------------►

孕母体内向CO

输卵管中

外源基因检测外

源基因

⑴若需在短时间内获得较多的外源基因，通常采用技术

(2)图中的A细胞通常为细胞，将外源基因导入该细胞常用的方法是一

(3)仔鼠出生后可用其尾巴进行DWV检测，通过方法，检测出携带外源

基因的小鼠。至于外源基因是否合成相应的蛋白质，可从转基因小鼠中提取蛋白质，并用相

应的抗体进行杂交，若有杂交带出现,则表明小鼠体内的外源基

因。

23.植物中具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，

.并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。I可答下列问题：

（1）理论上，基因组文库含有生物的基因：而cDNA文库中含有生物的—

基因。

（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中