高二生物 实验班基因工程学案 新人教版

1、教学内容上课序号编写人刘宏课 时1班级使用时间审核人李立芹学习目标简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用重 点限制酶的使用和运载体的条件难 点限制酶的使用教学方法 合作探究法 讲练结合课堂类型复习课河北省迁安一中高二生物 实验班基因工程学案 新人教版【课堂互动】一、基因工程的概念例一、(2010全国理综，5)下列叙述符合基因工程概念的是 ()AB淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B 淋巴细胞中的抗体基因B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整

2、合到细菌DNA上变式 1：基因工程是一种新兴生物技术，实施该工程的最终目的是()A定向提取生物体DNA分子 B定向对DNA分子进行人工“剪切”C在生物体外对DNA分子进行改造 D定向改造生物遗传性状二、基因工程的工具（一）、工具酶1、“分子手术刀”-_例二、(2007全国)下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()A一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B限制性内切酶的活性受温度影响C限制性内切酶能识别和切割RNAD限制性内切酶可从原核生物中提取变式2：依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是 A切断a处的酶为限制核酸性内切酶B连接a处的酶为DNA连接酶C切断b处

3、的酶为解旋酶 D切断b处的为限制性内切酶合作总结：限制性核酸内切酶：本质：_；来源_；种类_作用_；作用特点_作用产物_【思考讨论】在基因工程中，切割目的基因和载体的限制酶必须用同一种吗？什么时候必须用同一种？什么时候不能用同一种？2、“分子缝合针”-_例三、下列关于DNA连接酶作用的叙述，正确的是()A将单个核苷酸加到某DNA片段的不同末端，形成磷酸二酯键B将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C连接两条DNA链上碱基之间的氢键D只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而不能将双链DNA片段的平末端连接起来合作总结DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个脱氧核苷酸之

4、间_是否需模板连接DNA链作用结果作用过程在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3端的羟基上，形成磷酸二酯键（二）“分子运输车”-_例四、对于不同的生物，将重组基因导入受体细胞的方法有差异，下列方法不合适的是()A以质粒为运载体，利用大肠杆菌生产人的胰岛素时，可用氯化钙处理大肠杆菌B以噬菌体为运载体，利用大肠杆菌生产人的凝血因子时，可使其直接侵染大肠杆菌C以质粒为运载体，培育转基因植物时，可借鉴质粒侵染细胞的途径，用重组质粒侵染植物细胞D以质粒为运载体,利用转基因羊生产人的乳铁蛋白时,可用显微注射技术将重组基 因导入受精卵变式3:不属于质粒被选为基因运载体的理由是

5、 A能复制 B有多个限制酶切点 C具有标记基因 D它是环状DNA总结：运载体需满足的条件：_【当堂检测】1.下列关于限制酶的说法正确的是()A限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2.2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图，据图

6、回答：(1)过程中必须用_ _对Ti质粒和绿色荧光蛋白基因进行切割。(2)过程将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也最有效的方法是_(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的_。获得的转基因克隆猪，可以解决的医学难题是可以避免_ _。3.基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC。根据图示，判断下列操作正确的是()A质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割B质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割C目的基因和质粒均用限制酶切割 D目的

7、基因和质粒均用限制酶 切割4、基因表达载体的构建是基因工程的关键步骤之一，已知有4种限制酶，其中1号和4号切割DNA后产生的是平末端，2号和3号酶切产生的是黏性末端。含目的基因的DNA片段和质粒的酶切序列如下图所示：请设计一个酶切方案，构建最佳基因表达载体(重组质粒)：_ DNA重组技术的基本工具课时作业1、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蛋白质的氨基酸排列顺序可以为合成目的基因提供线索2以下说法正确的是 A所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列 B质粒是基因工程中惟一的运载体C运载体必须具备的条件之一是：

8、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复3、下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是 ABCD4、下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是ADNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接BRNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录C一种限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞5T4DNA连接酶的功能是()A只能连接黏性末端 B只能连接平末端C能够连接DNA双链的氢键 D既可以连接黏性末端，又能连接平末端6关于磷酸二酯键说法正确的是()A只有目的基因中存在 B只有质粒分子中存在CDNA

9、单链或双链分子都存在 D只存在于双链DNA分子中 7.下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是()A染色体和质粒的化学本质都是DNA B染色体和质粒都只存在于真核细胞中C染色体和质粒都与生物的遗传有关 D染色体和质粒都可以作为基因工程的载体8. 科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是A提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B有利于检测目的基因否导入受体细胞C增加质粒分子的相对分子质量 D便于与外源基因连接 9有关基因工程的叙述中，不正确的是 A.DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来 B.限制性内切酶可用于目的基因的获得 C.目的基因须由运载体导入受体细胞 D.人工合

10、成目的基因不用限制性内切酶10下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是()A一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B限制酶的活性受温度影响C限制酶能识别和切割RNA D限制酶可从原核生物中提取11.下列关于质粒的叙述，正确的是（）A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的12下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是()AX是能合成胰岛素的细菌细胞B质粒具有多个标记基因和多个限制酶切

11、割位点C基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D该细菌的性状被定向改造13、在DNA 测序工作中，需要将某些限制性内切核酸酶的限制位点在 DNA上定位，使其成为 DNA 分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶 Hind，BamH和二者的混合物分别降解一个 4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA 分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。据此分析，这两种限制性内切核酸酶在该DNA 分子上的限制位点数目是以下哪一组？AHind1个，BamH2 个 BHind2个，BamH3个CHind2个，BamH1 个 DHind

12、和BamH各有2 个14.质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是能自主复制 不能自主复制 结构很小 蛋白质 环状RNA 环状DNA 能“友好”地“借居”AB CD15.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答：(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中时需要的酶是_。(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_。16、根据下列所给材料

13、回答问题：材料1：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2：把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育出发荧光的烟草。材料3：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，这种细丝有望用于手术的缝合线。(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_。(3)上述技术所用的工具酶有_。(4)材料3中所用缝合线与普通线相比优点是：_(5)可遗传的变异分为三种：_ _、_ _、_ _。

14、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教学内容DNA重组技术的基本操作程序上课序号编写人刘宏课 时1班级使用时间审核人李立芹学习目标简述基因工程原理及基本操作程序。重 点目的基因的获取；基因表达载体的构建难 点目的基因的获取方法的选择教学方法 合作探究法 讲练结合课堂类型复习课【要点突破】一、目的基因的获取例一下列获取目的基因的方法中需要模板的是() 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D

15、NA合成仪利用化学方法人工合成DNAA B C D针对练习1：人们应用生物工程技术可以获得所需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：获得抗虫基因的常用方法是_，利用_进行大量扩增；而获取人胰岛素基因还可通过_法进行人工合成。合作总结：目的基因的获取方法的选择依据及原因？_二、基因表达载体的构建例二、下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()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启动子位于目的基因的首端【合作探究】启动子和起始密码子相同吗?终止子和终止密码子相同吗？针对练习2：下列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

16、记基因 D复制原点针对练习3：日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面作出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是()A作为标记基因，研究基因的表达 B作为标记蛋白，研究细胞的转移C注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠 D标记噬菌体外壳，示踪DNA路径三、将目的基因导入受体细胞例三、农杆菌转化法是植物基因工程的常用方法，下图为这种方法的示意图，试回答下列问题：(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是_，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现_。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T

17、DNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞_上的特点，因此只要将携带目的基因的DNA片段插入_(部位)即可。(2)根据TDNA的这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制_(酶)合成的基因。归纳总结：受体细胞的种类和导入方法的选择_针对练习4：基因工程操作中将DNA导入受体细胞称为转化。下列相关叙述不正确的是()A被转化的细胞吸收外源DNA是转化的实质 B常用CaCl2处理植物细胞使其处于感受态C动物细胞相对于植物细胞吸收DNA的障碍要小 D显微注射技术一般用于动物细胞的转化四、目的基因的检测与鉴定例四、(多选)在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，属于分子检测的是()A通过

18、观察害虫吃棉叶是否死亡B检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带【检测练习】1. 基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是()A工具酶、目的基因、运载体、受体细胞 B重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶C模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞 D目的基因、限制性内切酶、运载体、体细胞2下列关于基因表达载体的构建描述错误的是()A基因表达载体的构建是基因工程的核心B基因表达载体的构建包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分C目的基因就是指编码蛋白质的结构基

19、因 D构建的基因表达载体都是相同的3.已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：(1)为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的_序列，据此可利用_方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用_、_方法。(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用_酶和_酶。(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗_的危害

20、。(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子_(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。4.如图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoR、Bam H的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR、Bam H在内的多种酶的酶切位点。据图回答：(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有_、_、_三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行

21、_。(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_ _；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_ (3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是_，其合成的产物是_。(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是_。DNA重组技术的基本操作程序课时作业1、下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()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启动子位于目的基因的首

22、端2、聚合酶链式反应(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30多次循环：95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(形成新的脱氧核苷酸链)。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，也可利用解旋酶实现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聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸DPCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高3、我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。

23、在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产脑啡肽多糖，应该用下列哪种微生物作受体细胞() A大肠杆菌 B酵母菌 CT4噬菌体 D大肠杆菌质粒4、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是()A人白蛋白基因开始转录时，在DNA聚合酶的作用下以DNA分子的一条链为模板合成mRNAB所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的

24、人白蛋白基因C人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中是纯合的，在其他细胞中则是杂合的D如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化学方法合成该目的基因5、PCR技术扩增DNA，需要的条件是()目的基因引物四种脱氧核苷酸耐高温的DNA聚合酶mRNA核糖体能量AB C D6、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()A结构简单，操作方便B繁殖速度快 C遗传物质含量少、简单 D性状稳定，变异少7、下列关于目的基因导入受体细胞的描述不正确的是()A基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济有效 B显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法C大肠

25、杆菌最常用的转化方法是：使细胞的生理状态发生改变D农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法9、在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要()DNA连接酶同一种限制酶RNA聚合酶具有标记基因的质粒目的基因4种脱氧核苷酸A B C D10、下列有关PCR技术的叙述正确的是A.作为模板的DNA序列必须不断的加进每一次的扩增当中B.作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断的加进每一次的扩增当中C反应需要的DNA聚合酶必须不断的加进反应当中D反应需要的DNA连接酶必须不断的加进反应当中11、下列关于基因工程的叙述，错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是

26、两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达12、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. 将重组DNA导入受体细胞中进行扩增D将切下的目的基因插入到质粒切口处13、下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：限制酶BamH IHind EcoR ISma I识别序列及切割位点ATCCCCTAGCTTTTCGATTCCTTACCGGGGCC(1)一个图l所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含有_个游离的磷酸基团