人教版選修3 1.2 基因工程的基本操作程序 學(xué)案 (1).doc

1.2基因工程的基本操作程序目標(biāo)導(dǎo)航1.結(jié)合教材圖16，整體把握并說出基因工程的基本操作程序。 2.理解獲取目的基因的途徑及基因表達(dá)載體的構(gòu)建。3.理解目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法、檢測與鑒定目的基因的方法。重難點(diǎn)擊1.基因工程的基本操作程序。2.獲取目的基因的途徑及基因表達(dá)載體的構(gòu)建。3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法、檢測與鑒定目的基因的方法。課堂導(dǎo)入方式一：抑制疾病傳播的轉(zhuǎn)基因蚊子巴西等拉美國家深受致倦庫蚊的危害。致倦庫蚊可攜帶多種病毒和寄生蟲，能夠傳播腦炎、絲蟲等傳染病，而這些傳染病常年在拉美國家肆虐。為了抑制疾病的傳播，巴西科學(xué)家培育出了一種轉(zhuǎn)基因雄性致倦庫蚊?？茖W(xué)家在雄性致倦庫蚊體內(nèi)植入一種特殊基因，當(dāng)具該基因的轉(zhuǎn)基因雄蚊與野生雌蚊交配時(shí)，這種基因可以進(jìn)入雌蚊的基因組，并使雌蚊死亡，從而減少了該種蚊子的數(shù)量，達(dá)到抑制疾病傳播的目的。怎樣才能最終得到轉(zhuǎn)基因雄蚊呢？讓我們一起來學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序吧！方式二：師：出示我國有知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育圖解：問：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育需要哪些步驟？學(xué)生看圖并回答：首先要獲得目的基因，其次將目的基因連接到ti質(zhì)粒上，然后將重組的ti質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，最后要重建轉(zhuǎn)基因植物。根據(jù)學(xué)生回答補(bǔ)充：還需檢測抗蟲基因是否已經(jīng)進(jìn)入棉花植株，并由此引出基因工程的四部曲。一、目的基因的獲取1.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。(4)目的基因的檢測與鑒定。2.目的基因的獲取(1)目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。(2)常見方法從基因文庫中獲取基因文庫的種類利用pcr技術(shù)擴(kuò)增目的基因a.原理：dna雙鏈復(fù)制。b.條件：引物、dna模板、taq酶、四種脫氧核苷酸。c.過程：目的基因dna受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在dna聚合酶作用下進(jìn)行延伸，如此重復(fù)循環(huán)多次。d.結(jié)果：每一次循環(huán)后，目的基因的量可以增加一倍，即成指數(shù)形式擴(kuò)增(約為2n，n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù))。人工合成法：如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可借助dna合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。合作探究1.從基因文庫中獲取目的基因(1)cdna文庫是從某種生物的某一細(xì)胞中提取出mrna，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄過程獲得的基因文庫，為什么該基因文庫僅含有該生物的部分基因？答案由于基因的選擇性表達(dá)，某種生物的某一細(xì)胞中僅有部分基因轉(zhuǎn)錄出mrna，所以由該細(xì)胞中的mrna反轉(zhuǎn)錄得到的基因文庫僅含該生物的部分基因。(2)結(jié)合基因組文庫、cdna文庫的概念，嘗試從范圍上比較二者之間的大小關(guān)系，并闡明理由。答案基因組文庫cdna文庫?；蚪M文庫含有某種生物的全部基因，而cdna文庫只含有某種生物的部分基因，二者都屬于基因文庫。2.pcr過程中需要解旋酶嗎？所需要的dna聚合酶應(yīng)具有什么特點(diǎn)？答案pcr過程中，dna雙鏈解開是在高溫下完成的，不需要解旋酶；由于pcr過程溫度較高，所以需要能耐高溫的dna聚合酶。3.人工合成目的基因時(shí)，需要預(yù)先知道目的基因的核苷酸序列。請推測目的基因的核苷酸序列是如何得到的？答案測定目的基因產(chǎn)物的氨基酸序列，根據(jù)密碼子表推測mrna的可能的核糖核苷酸序列，再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則推測出目的基因的脫氧核苷酸序列。1.判斷正誤：(1)目的基因可以從自然界已有物種中直接分離，也可人工合成()(2)目的基因就是指編碼蛋白質(zhì)的基因()(3)真核生物的基因中含有內(nèi)含子，因此常用反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因()答案(1)(2)(3)2.為從根本上解決水稻中的高植酸問題，可將植酸酶基因?qū)胨荆嘤椭菜徂D(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是獲取植酸酶基因的流程。據(jù)圖回答下列問題：據(jù)圖回答：(1)b過程需要的酶是。(2)圖中基因組文庫(小于、大于、等于)cdna文庫。(3)目的基因和除可從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中和為模板直接進(jìn)行pcr擴(kuò)增，該過程中所用酶的顯著特點(diǎn)是。答案(1)反轉(zhuǎn)錄酶(2)大于(3)dnacdna耐高溫解析b過程是以rna為模板合成dna的反轉(zhuǎn)錄過程，需要的酶是反轉(zhuǎn)錄酶；目的基因和除可從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中dna和cdna為模板直接進(jìn)行pcr擴(kuò)增，該過程中所用酶的顯著特點(diǎn)是耐高溫。一題多變下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是()從基因文庫中獲取目的基因利用pcr技術(shù)擴(kuò)增目的基因反轉(zhuǎn)錄法通過dna合成儀利用化學(xué)方法人工合成a.b.c.d.答案d解析pcr利用的是dna雙鏈復(fù)制原理，將雙鏈dna之間的氫鍵打開，變成單鏈dna，作為聚合反應(yīng)的模板。反轉(zhuǎn)錄法則是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使rna為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，先反轉(zhuǎn)錄形成互補(bǔ)的單鏈dna，再合成雙鏈的dna。、則均不需要模板。獲取目的基因四種方法方法基因文庫的構(gòu)建pcr技術(shù)擴(kuò)增人工合成基因組文庫部分基因文庫(如cdna文庫)過程優(yōu)點(diǎn)操作簡單專一性強(qiáng)可在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因?qū)Ｒ恍詮?qiáng)，可產(chǎn)生自然界中不存在的新基因缺點(diǎn)工作量大、盲目性大、專一性差操作過程較麻煩，技術(shù)要求高需要嚴(yán)格控制溫度，技術(shù)要求高適用范圍小二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建和將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)基因表達(dá)載體構(gòu)建的目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體的組成(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程：一般用同一種限制酶分別切割載體和目的基因，再用dna連接酶把兩者連接。2.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(1)轉(zhuǎn)化的含義：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。(2)轉(zhuǎn)化的方法導(dǎo)入植物細(xì)胞a.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：最常用方法。將目的基因?qū)腚p子葉植物和祼子植物。b.基因槍法：將目的基因?qū)雴巫尤~植物常用的方法。c.花粉管通道法。導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞a.方法：顯微注射技術(shù)。b.常用受體細(xì)胞：受精卵。導(dǎo)入微生物細(xì)胞.方法a.用ca2處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中dna分子的生理狀態(tài)(這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞)。b.感受態(tài)細(xì)胞吸收重組表達(dá)載體dna分子。.受體細(xì)胞：原核細(xì)胞(使用最廣泛的是大腸桿菌)。.原核生物的特點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少。合作探究1.基因表達(dá)載體的構(gòu)建相關(guān)問題思考(1)為什么切割目的基因和載體要選用同一種限制性核酸內(nèi)切酶？答案選用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割會產(chǎn)生相同的黏性末端，可以在dna連接酶的作用下將切割的目的基因和載體連接起來。(2)在實(shí)際的基因工程操作時(shí)往往用兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基因的兩端以及載體，這樣做有什么好處？試分析原因。答案如果用一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，目的基因兩側(cè)的末端以及質(zhì)粒切口的兩個(gè)末端都是互補(bǔ)的，因此連接時(shí)可能會出現(xiàn)載體與載體、目的基因與目的基因、目的基因與載體三種連接情況，而符合要求的只有載體與目的基因的連接。如果用兩種不同的限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行切割就可以有效避免載體與載體以及目的基因與目的基因的連接，提高連接的有效性。(3)分析基因表達(dá)載體模式圖，回答下面問題。用于構(gòu)建基因表達(dá)載體的質(zhì)粒為什么必須具有啟動(dòng)子和終止子？啟動(dòng)子和終止子與起始密碼子和終止密碼子是一回事嗎？答案導(dǎo)入到受體細(xì)胞的目的基因的表達(dá)需要調(diào)控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有啟動(dòng)子，之后需有終止子。與起始密碼子和終止密碼子不是一回事，啟動(dòng)子和終止子都在dna上，在遺傳信息轉(zhuǎn)錄時(shí)起作用。啟動(dòng)子是rna聚合酶識別和結(jié)合的部位，是啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的開始，終止子是dna分子上決定轉(zhuǎn)錄停止的一段dna序列，其組成單位都是脫氧核苷酸。而起始密碼子和終止密碼子都是mrna上三個(gè)相鄰堿基。起始密碼子決定翻譯的開始，終止密碼子決定翻譯的停止。能否將目的基因插入載體的標(biāo)記基因中？為什么？答案不能。標(biāo)記基因用于鑒定受體細(xì)胞是否成功導(dǎo)入目的基因，以便將含目的基因的細(xì)胞篩選出來，若有目的基因插入，則標(biāo)記基因被破壞，無法進(jìn)一步篩選。2.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞相關(guān)問題思考(1)結(jié)合教材p13生物技術(shù)資料卡分析，用花粉管通道法導(dǎo)入受體細(xì)胞的目的基因是否需要和載體結(jié)合？試分析原因。答案需要。因?yàn)槟康幕蛑挥泻洼d體結(jié)合成基因表達(dá)載體才容易在受體細(xì)胞中穩(wěn)定維持和表達(dá)。(2)在用土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的過程中，為什么一定要將目的基因插入到ti質(zhì)粒的tdna上？答案農(nóng)桿菌中的ti質(zhì)粒上的tdna(可轉(zhuǎn)移的dna)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞的染色體dna上。(3)植物基因工程常用的受體細(xì)胞為什么可以是體細(xì)胞，而動(dòng)物基因工程一般只用受精卵？答案植物體細(xì)胞的全能性較高，可經(jīng)植物組織培養(yǎng)過程形成完整植物體，因此受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞；動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到嚴(yán)格限制，因此動(dòng)物基因工程中的受體細(xì)胞一般只用受精卵。(4)為什么微生物細(xì)胞適合作為基因工程的受體細(xì)胞？答案微生物細(xì)胞具有繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少的優(yōu)點(diǎn)。3.農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了廣泛的運(yùn)用。下圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖，試回答下列問題：(1)一般情況下農(nóng)桿菌不能感染的植物是，利用農(nóng)桿菌自然條件下感染植物的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)。具體原理是在農(nóng)桿菌的ti質(zhì)粒上存在tdna片段，它具有可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞上的特點(diǎn)，因此只要將攜帶外源基因的dna片段插入到 (部位)即可。(2)根據(jù)tdna這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，推測該dna片段上可能含有控制酶合成的基因。(3)圖中c過程中，能促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移的物質(zhì)是類化合物。(4)植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還可采取(至少寫出兩種)。答案(1)單子葉植物將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞染色體的dnatdna片段(內(nèi)部)(2)dna連接酶、限制(3)酚(4)基因槍法、花粉管通道法解析(1)一般農(nóng)桿菌不能感染的植物是單子葉植物，可感染雙子葉植物和裸子植物。利用其感染性，可實(shí)現(xiàn)目的基因?qū)胫参锛?xì)胞。真正可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的dna上的是農(nóng)桿菌tdna片段，因此目的基因必須插入到該部位才能成功。(2)根據(jù)tdna這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，可以推測該dna片段能控制合成dna連接酶、限制酶以實(shí)現(xiàn)與雙子葉植物細(xì)胞染色體dna的整合。(3)植物細(xì)胞受傷后可產(chǎn)生酚類物質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移。(4)植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還有基因槍法和花粉管通道法等。一題多變判斷正誤(1)獲得上述轉(zhuǎn)基因植物的核心步驟是a()(2)上題圖中過程b可以用ca2處理細(xì)菌()(3)用含有重組ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細(xì)胞，從而把目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，在這個(gè)過程中所有細(xì)胞都導(dǎo)入了目的基因()(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法常用的受體細(xì)胞是花粉細(xì)胞()(5)在過程a中只需要dna連接酶的參與()(6)用含有重組ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細(xì)胞，要經(jīng)過植物組織培養(yǎng)才能獲得表現(xiàn)出新性狀的植物()(7)因病毒能夠侵染正常細(xì)胞，有的病毒還能將自己的核酸整合到宿主細(xì)胞的染色體上，所以動(dòng)植物病毒也可作為基因工程的載體()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)三、目的基因的檢測與鑒定1.目的基因的檢測(1)檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體dna上是否插入了目的基因：采用dna分子雜交技術(shù)。主要做法是用標(biāo)記了放射性同位素的目的dna片段作為探針，檢測受體細(xì)胞的dna中有無目的基因。顯示出雜交帶，說明目的基因已經(jīng)插入染色體dna中。(2)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna：采用分子雜交技術(shù)。具體做法與dna和dna分子之間雜交相同，只是它從受體植物中提取的是mrna而不是dna，雜交帶的顯現(xiàn)也與dna和dna分子之間雜交相同。(3)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：采用抗原抗體雜交法。具體做法是：從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已經(jīng)表達(dá)了。2.個(gè)體水平鑒定包括抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否具有抗性及抗性的程度?；蚬こ坍a(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品活性進(jìn)行比較等。合作探究1.dna分子雜交的原理是什么？除了用于目的基因的檢測與鑒定以外，試舉例說明還有哪些應(yīng)用？答案堿基互補(bǔ)配對原則。還可用于親子鑒定、刑事偵察、生物親緣關(guān)系確定等。2.什么是基因探針？如何檢測目的基因是否開始發(fā)揮功能？答案基因探針是用放射性同位素標(biāo)記的目的基因的單鏈dna片段。從轉(zhuǎn)基因生物中提取mrna，用標(biāo)記的目的基因作探針，與mrna雜交，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mrna，意味著目的基因開始發(fā)揮功能。3.檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)的方法是什么？其原理是什么？答案抗原抗體雜交法。原理是抗原能與相應(yīng)抗體特異性結(jié)合。4.檢測棉花中導(dǎo)入的抗蟲基因是否表達(dá)的最簡便的方法是什么？答案用葉片飼養(yǎng)棉鈴蟲，觀察棉鈴蟲是否死亡。4.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過鑒定和檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是()檢測受體細(xì)胞的染色體上是否有目的基因檢測受體細(xì)胞是否有致病基因檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)a. b. c. d.問題導(dǎo)析(1)目的基因的檢測首先檢測轉(zhuǎn)基因生物的dna上是否插入了目的基因。(2)其次檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna。(3)最后檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)。答案c5.判斷正誤(1)如果檢測出標(biāo)記基因表達(dá)的性狀，說明載體已導(dǎo)入受體細(xì)胞()(2)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵()(3)dna探針用來檢測目的基因是否導(dǎo)入()(4)鑒定轉(zhuǎn)化的基因是否成功表達(dá)，在分子水平上可應(yīng)用的方法是抗原抗體雜交()答案(1)(2)(3)(4)1.基因工程的基本操作程序有：使目的基因與載體相結(jié)合；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求；提取目的基因。正確的操作順序是()a.b.c.d.答案c解析基因工程的主要操作步驟順序是：目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測和鑒定。2.如圖為基因表達(dá)載體的模式圖，若結(jié)構(gòu)x是表達(dá)載體所必需的，則x最可能是 ()a.氨芐青霉素抗性基因b.啟動(dòng)子c.限制酶d.dna連接酶答案b解析啟動(dòng)子是該表達(dá)載體所必需的，功能是啟動(dòng)插入基因的轉(zhuǎn)錄過程；氨芐青霉素抗性基因可以作為標(biāo)記基因，但不是必須用它作標(biāo)記基因；限制酶和dna連接酶都不是表達(dá)載體所需要的。3.下列關(guān)于基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞的敘述中，不正確的是()a.常用原核生物作為受體細(xì)胞，是因?yàn)樵松锓敝晨?，且多為單?xì)胞，遺傳物質(zhì)相對較少b.受體細(xì)胞所處的一種能吸收周圍環(huán)境中dna分子的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)c.感受態(tài)細(xì)胞吸收dna分子需要適宜的溫度和酸堿度d.感受態(tài)細(xì)胞吸收重組表達(dá)載體dna分子的液體只要調(diào)節(jié)為適宜的ph即可，沒必要用緩沖液答案d解析將基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞時(shí)，需在一定條件(如適宜的溫度、ph等)下，將基因表達(dá)載體和感受態(tài)的微生物細(xì)胞混合培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中，可能會影響ph的變化，因此要加入緩沖液，以保持適宜的ph。4.檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體dna上是否插入了目的基因的常用方法是()a.dna分子雜交技術(shù)b.熒光分子標(biāo)記技術(shù)c.放射性同位素標(biāo)記技術(shù)d.顯微注射技術(shù)答案a解析檢測目的基因常采用dna分子雜交技術(shù)，即在含有目的基因的dna片段上用放射性同位素進(jìn)行標(biāo)記，以此作為基因探針，并使基因探針與基因組dna雜交，若顯示出雜交帶，則表明目的基因已插入染色體dna中。5.1957年，生物學(xué)家了解到，病毒感染的細(xì)胞能產(chǎn)生一種因子，這種因子能作用于其他細(xì)胞，干擾病毒的復(fù)制，故將其命名為干擾素；從1987年開始，用基因工程方法生產(chǎn)的干擾素進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)，并且大量投放市場。(1)若已知干擾素的氨基酸序列，則獲取目的基因的較簡單方法是；目的基因還可以從文庫中獲取，而從cdna文庫中不一定能得到，原因是。(2)用限制酶處理質(zhì)粒和目的基因后，用酶處理，可形成基因表達(dá)載體，該載體的化學(xué)本質(zhì)是。(3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否成功，需要對受體細(xì)胞進(jìn)行分子水平的檢測，首先是檢測受體細(xì)胞上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。檢測方法是采用。最后還要檢測目的基因是否翻譯成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)，利用的技術(shù)是。答案(1)人工合成法基因組cdna是由生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mrna反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的(其他合理答案也可)(2)dna連接dna(3)染色體的dnadna分子雜交技術(shù)抗原抗體雜交技術(shù)解析(1)若已知干擾素的氨基酸序列，則可以通過人工合成的方法獲得目的基因；cdna文庫是部分基因文庫，因?yàn)閏dna是由生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mrna反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，所以cdna文庫中不一定有目的基因，最好從基因組文庫中獲取。(2)用限制酶處理載體和目的基因后，將目的基因與載體連接，需要使用dna連接酶處理，基因與載體的化學(xué)本質(zhì)是相同的，都是dna。(3)檢測目的基因使用dna分子雜交技術(shù)；檢測蛋白質(zhì)采用的是抗原抗體雜交技術(shù)?；A(chǔ)過關(guān)1.基因工程的核心是()a.目的基因的獲取b.基因表達(dá)載體的構(gòu)建c.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞d.目的基因的檢測與鑒定答案b解析目的基因構(gòu)建表達(dá)載體后才能使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能發(fā)揮作用，只有構(gòu)建表達(dá)載體后，才能根據(jù)載體上的標(biāo)記基因鑒別目的基因是否導(dǎo)入了受體細(xì)胞，從而篩選出含目的基因的受體細(xì)胞，避免進(jìn)行盲目的無效工作。2.以下甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲取目的基因的兩種方法，以下說法中錯(cuò)誤的是()a.甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫b.乙方法可建立該細(xì)菌的cdna文庫c.甲方法要以脫氧核苷酸為原料d.乙方法需要反轉(zhuǎn)錄酶參與答案c解析甲方法是從細(xì)菌的dna中直接提取，故可以建立該細(xì)菌的基因組文庫；乙方法是由mrna反轉(zhuǎn)錄的目的基因，故可以建立該細(xì)菌的cdna文庫。乙方法需要反轉(zhuǎn)錄酶和脫氧核苷酸為原料。3.下列選項(xiàng)中不是表達(dá)載體必要的組成成分的是()a.目的基因b.啟動(dòng)子c.終止子d.抗青霉素基因答案d解析a、b、c三項(xiàng)均為基因表達(dá)載體的必要的組成成分；具有標(biāo)記基因也是表達(dá)載體必要的組分，但抗青霉素基因只是標(biāo)記基因中的一種。4.如圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程示意圖，其中pst、sma、ecor、apa為四種限制酶。下列說法錯(cuò)誤的是()a.圖示過程是基因工程的核心步驟b.表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)需要用到限制酶smac.抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來d.除圖示組成外，表達(dá)載體中還應(yīng)該含有啟動(dòng)子和終止子等結(jié)構(gòu)答案b解析圖示過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，是基因工程中的核心步驟。構(gòu)建過程中需要將目的基因完整切割下來，此時(shí)要用到限制酶pst、ecor；抗卡那霉素基因是標(biāo)記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞；基因表達(dá)載體包括啟動(dòng)子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因等。5.將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細(xì)胞和小鼠受精卵，應(yīng)分別采用的方法是()a.顯微注射技術(shù)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法b.基因槍法花粉管通道法c.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)d.基因槍法顯微注射技術(shù)答案d解析玉米是單子葉植物，對單子葉植物來說，常用的方法是基因槍法；對于動(dòng)物細(xì)胞來說，常用的方法是顯微注射技術(shù)。6.在判斷抗蟲基因是否成功轉(zhuǎn)入棉花基因組的方法中，不屬于分子檢測的是()a.觀察害蟲吃棉葉是否死亡b.檢測目的基因片段與dna探針能否形成雜交帶c.檢測目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mrna與dna探針能否形成雜交帶d.檢測目的基因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)能否與特定抗體形成雜交帶答案a解析a項(xiàng)屬于個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定，不是分子檢測；b、c兩項(xiàng)為分子檢測，利用分子雜交技術(shù)，觀察目的基因及目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mrna能否與dna探針進(jìn)行雜交形成雜交帶；d項(xiàng)也為分子檢測內(nèi)容，利用抗原抗體雜交的原理，檢測基因表達(dá)產(chǎn)物能否與特定抗體形成雜交帶。7.下圖是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌b細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細(xì)菌b細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒a，也不含質(zhì)粒a上的基因。判斷下列說法正確的是()a.將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌b常用的方法是顯微注射技術(shù)b.將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌c.將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒a或重組質(zhì)粒的細(xì)菌d.目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長答案c解析將目的基因?qū)爰?xì)菌細(xì)胞中常用的方法是ca2處理法，a錯(cuò)誤；基因必須保持結(jié)構(gòu)的完整性才能得以表達(dá)，而抗氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完整，能夠表達(dá)而使細(xì)菌具有對氨芐青霉素的抗性，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能存活的是導(dǎo)入了質(zhì)粒a或?qū)肓酥亟M質(zhì)粒的細(xì)菌；由于將人的生長激素基因?qū)胭|(zhì)粒的四環(huán)素抗性基因上，破壞了四環(huán)素抗性基因的完整性，導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌也沒有對四環(huán)素的抗性，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能存活，能存活的是質(zhì)粒a，故b錯(cuò)誤、c正確；目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是產(chǎn)生人的生長激素，d錯(cuò)誤。8.某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(amy)基因a，通過基因工程的方法將a轉(zhuǎn)到馬鈴薯植株中，經(jīng)檢測，在成熟莖細(xì)胞的間隙中發(fā)現(xiàn)了amy。這一過程涉及()a.目的基因來自細(xì)菌，可以不需要載體，由細(xì)菌侵染受體細(xì)胞而導(dǎo)入b.基因a導(dǎo)入成功后，將抑制細(xì)胞原有代謝，開辟新的代謝途徑c.rna以自身為模板自我復(fù)制d.dna以其一條鏈為模板合成mrna答案d解析成熟莖細(xì)胞間隙中發(fā)現(xiàn)amy，說明目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)已成功表達(dá)，所以涉及轉(zhuǎn)錄過程(即d過程)；rna的自我復(fù)制僅限于在一部分rna病毒中發(fā)生；目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞都必須通過載體；目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后在原有細(xì)胞代謝的基礎(chǔ)上開辟新的代謝途徑，不抑制細(xì)胞原有的代謝。 能力提升9.右圖表示細(xì)胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過程，下列相關(guān)分析中正確的是()a.獲得該mrna的最佳材料是受精卵b.構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是大腸桿菌c.完成過程必不可少的酶分別是反轉(zhuǎn)錄酶、dna聚合酶d.探針篩選的目的是淘汰被感染的細(xì)菌，獲得未被感染的細(xì)菌答案c解析該受體基因在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，獲得該mrna的最佳材料是神經(jīng)細(xì)胞。構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是質(zhì)粒。探針篩選的目的是檢測是否存在cdna。10.藍(lán)藻擬核dna上有控制葉綠素合成的chll基因。某科學(xué)家通過構(gòu)建該種生物缺失chll基因的變異株細(xì)胞，以研究chll基因?qū)θ~綠素合成的控制，技術(shù)路線如下圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()a.過程應(yīng)使用不同的限制酶b.過程都要使用dna連接酶c.終止密碼子是基因表達(dá)載體的重要組成部分d.若操作成功，可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株答案c解析限制酶有特異性，過程要切割的dna序列不同，故應(yīng)使用不同的限制酶；dna連接酶的作用是連接被切開的磷酸二酯鍵，使chll基因、紅霉素抗性基因與質(zhì)粒結(jié)合；基因表達(dá)載體由目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等組成，終止密碼子是mrna上密碼子的一種，表示一次翻譯的結(jié)束；變異株中chll基因被重組基因替換，重組基因中有紅霉素抗性基因，故可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株。11.下面是將某細(xì)菌的基因a導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。請據(jù)圖回答：(1)獲得a有兩條途徑：一是以a的mrna為模板，在的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈dna，然后在作用下合成雙鏈dna，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的序列，推測出相應(yīng)的mrna序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測其dna的序列，再通過化學(xué)方法合成所需基因。(2)利用pcr技術(shù)擴(kuò)增dna時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有、4種脫氧核苷酸和耐熱性的dna聚合酶，擴(kuò)增過程可以在pcr擴(kuò)增儀中完成。(3)由a和載體b拼接形成的c通常稱為。(4)在基因工程中，常用ca2處理d，其目的是。答案(1)反轉(zhuǎn)錄酶dna聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板(a基因)(3)基因表達(dá)載體(4)使其成為感受態(tài)細(xì)胞，有利于吸收重組dna分子解析(1)利用反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是：以mrna為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈dna，然后在dna聚合酶的作用下，合成雙鏈dna分子；根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測相應(yīng)的mrna序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測dna中脫氧核苷酸的排列順序，通過化學(xué)方法合成。(2)pcr過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和載體結(jié)合，形成基因表達(dá)載體。(4)在利用大腸桿菌做受體細(xì)胞時(shí)，需要先用ca2處理，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，有利于其吸收重組dna分子。12.在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。請據(jù)圖回答下面的問題：(1)a過程需要的酶有。(2)b過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為載體必須具備的兩個(gè)條件是。(3)c過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入。(4)在d過程中，抗蟲基因遺傳信息的傳遞過程是。(5)獲取真核生物的基因常用的方法是，包括。(6)如果利用dna分子雜交原理對再生植物進(jìn)行檢測，d過程應(yīng)該用作為探針。(7)科學(xué)家在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，采用了兩種方案：一是將抗蟲基因?qū)腚x體的棉花葉片細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)；請你想另外一種方案：可以將抗蟲基因?qū)胫参锏闹?，再進(jìn)行培養(yǎng)，導(dǎo)入成功的標(biāo)志是。答案(1)限制酶和dna連接酶(2)具有標(biāo)記基因；能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存(3)卡那霉素(4)抗蟲基因轉(zhuǎn)錄成mrna，再翻譯成為蛋白質(zhì)(5)人工合成法反轉(zhuǎn)錄法、化學(xué)合成法(6)放射性同位素(或熒光分子)標(biāo)記的抗蟲基因(7)受精卵棉花有抗蟲性狀的表現(xiàn)解析(1)將目的基因和質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒的過程需要同一種限制酶，連接時(shí)還需要dna連接酶。(2)作為基因工程的載體，必須具備三個(gè)條件：在宿