高中生物《12基因工程的基本操作程序》導(dǎo)學(xué)案新人教版選修

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專題一 基因工程 1.2基因工程的基本操作程序【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解基因工程的原理 2簡(jiǎn)述基因工程基本步驟的幾個(gè)步驟【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】基因工程的基本操作步驟【基礎(chǔ)回扣】1、 轉(zhuǎn)錄：場(chǎng)所：_模板：_原料：_ 酶： 原則： 結(jié)果：_2、 翻譯：場(chǎng)所：_模板：_原料：_ 酶： 原則： 結(jié)果：_氨基酸有_種，決定氨基酸的密碼子共有_種， 一種tRNA只能攜帶_種氨基酸,一種氨基酸可以由_種tRNA攜帶。mRNA UUAGAUACU 這mRNA上有密碼子_個(gè)，與其相應(yīng)的反密碼子為_。3、DNA復(fù)制： 場(chǎng)所：_模板：_原料：_ 酶： 原則： 結(jié)果：_4、 默寫出中心法則： 【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】一

2、、目的基因的獲取1、目的基因：符合人們需要的，編碼蛋白質(zhì)的 。2、獲取目的基因的方法 （1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多_，導(dǎo)入受體菌的群體中_，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫(kù)。基因組文庫(kù)：含有一種生物的_基因 種類cDNA文庫(kù)：含有一種生物的_基因（cDNA是反轉(zhuǎn)錄獲得的雙鏈DNA）目的基因的獲取根據(jù)基因的有關(guān)信息：基因的_序列、基因在_上的位置、基因的_產(chǎn)物mRNA、基因的_產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性獲取目的基因。（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。PCR：是一項(xiàng)在生物體外_特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。條件：已知目的基因的_序列。過(guò)程：第一步：加

3、熱至9095 DNA解鏈為 ；第二步：冷卻到5560， 與兩條單鏈DNA結(jié)合；第三步：加熱至7075，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進(jìn)行 的合成。方式：指數(shù)擴(kuò)增=2n(n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù))（3）人工合成法：基因較小，核苷酸序列已知，可以人工合成。二、 基因表達(dá)載體的構(gòu)建1、表達(dá)載體的組成：目的基因+_ +_ +標(biāo)記基因等。2啟動(dòng)子：位于基因的_，它是RNA聚合酶_和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。3、終止子：位于基因的尾瑞，終止_ 。4、表達(dá)載體的功能：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且_給下一代；使目的基因_和發(fā)揮作用。5、標(biāo)記基因：_受體細(xì)胞是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞

4、 出來(lái)。6、不同的受體細(xì)胞及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法不同，基因表達(dá)載體的構(gòu)建上也會(huì)有所差別。構(gòu)建方法：同種限制酶分別切割 和 ，再用 把兩者連接。3、 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：（一）轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)人受體細(xì)胞內(nèi)，并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和_的過(guò)程。（二）方法1、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染_植物和裸子植物，對(duì)_植物沒(méi)有感染力；Ti質(zhì)粒的_可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體上。轉(zhuǎn)化：目的基因插入Ti質(zhì)粒的_農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞目的基因整合到植物細(xì)胞染色體上目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。（2）基因槍法基因槍法：是_植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法，但是成本較

5、高。（3）花粉管通道法花粉管通道法：這是我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法，是一種十分簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的方法。（我國(guó)的_就是用此獲得的）2、將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞（1）方法：_注射技術(shù)。（2）操作程序：目的基因表達(dá)載體_取卵(受精卵) 顯微注射注射了目的基因的受精卵移植到雌性動(dòng)物的_內(nèi)發(fā)育新性狀動(dòng)物。3、將目的基因?qū)宋⑸锛?xì)胞：Ca2處理法。首先將細(xì)胞用 處理，成為 。接下來(lái)將重組表達(dá)載體DNA分子與受體細(xì)胞在 中混合，促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞 完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。（三）受體細(xì)胞：1、植物細(xì)胞作受體細(xì)胞時(shí)，可以選用體細(xì)胞和 細(xì)胞，當(dāng)選擇體細(xì)胞作受體細(xì)胞時(shí)，可以通過(guò) 方式實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的全能性。2、動(dòng)物細(xì)胞作受體細(xì)胞時(shí)，只能選擇 細(xì)

6、胞。3、微生物作受體細(xì)胞，是利用原核生物的 特點(diǎn)。四、 首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 技術(shù)。其次還要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出 ，方法是采用RNA分子雜交技術(shù)。最后檢測(cè)目的基因是否翻譯成 ，方法是采用 雜交技術(shù)。上述三步檢測(cè)為分子水平的檢測(cè)，還可以進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定，如抗蟲或抗病的鑒定等?；蚬こ痰囊饬x：能夠打破生物種屬的界限，即 ，在分子水平上 改變生物的遺傳特性?！窘?jīng)典例題】例1下列有關(guān)基因工程技術(shù)的正確敘述是（ ）A重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體B所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)?/p>

7、細(xì)菌繁殖快D只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)例2應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過(guò)程中必須使用基因探針才能達(dá)到探測(cè)疾病的目的?；蛱结樖侵窤用于檢測(cè)疾病的醫(yī)療器械 B用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子C合成球蛋白的DNA D合成苯丙羥化酶DNA片段【基礎(chǔ)試題訓(xùn)練】1、構(gòu)建基因組DNA文庫(kù)時(shí)，首先需分離細(xì)胞的（ ） A、染色體DNA   B、線粒體DNA   C、總mRNA   D、tRNA  2在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，其中腺嘌嶺脫氧核苷酸是460個(gè)）放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)

8、增4代，那么，在擴(kuò)增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)是( ) A.540個(gè) B.8100個(gè) C.17280個(gè)D.7560個(gè)2在基因工程中，科學(xué)家常用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞，原因是（ ） A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便 B.遺傳物質(zhì)含量少 C. 繁殖速度快 D.性狀穩(wěn)定，變異少3因工程的操作步驟：使目的基因與運(yùn)載體相結(jié)合，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，檢測(cè)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 D4工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的，在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是 （）A人工合成基因 B目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

9、D目的基因的檢測(cè)和表達(dá)5就分子結(jié)構(gòu)而論，質(zhì)粒是（ ）A、環(huán)狀雙鏈DNA分子   B、環(huán)狀單鏈DNA分于 C、環(huán)狀單鏈RNA分子 D、線狀雙鏈DNA分子6聚合酶鏈反應(yīng)可表示為（ ）A、PEC   B、PER   C、PDR   D、PCR7在已知序列信息的情況下，獲取目的基因的最方便方法是（ ）A、化學(xué)合成法    B、基因組文庫(kù)法 C、CDNA文庫(kù)法   D、聚合酶鏈反應(yīng)8有關(guān)基因工程的敘述正確的是 （ ）A.限制性內(nèi)切酶只在獲得目的基因時(shí)才用B.重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C

10、.質(zhì)粒都可作運(yùn)載體 D.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料9不屬于目的基因與運(yùn)載體結(jié)合過(guò)程的是 （ ） A用一定的限制酶切割質(zhì)粒露出黏性末端 B用同種限制酶切割目的基因露出黏性末端C. 將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增 D將切下的目的基因插入到質(zhì)粒切口處10 科學(xué)家通過(guò)基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶蛋白。以下有關(guān)該基因工程的敘述錯(cuò)誤的是A采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因 B基因非編碼區(qū)對(duì)于目的基因在塊莖中的表達(dá)是不可缺少的 C馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞 D用不同種限制酶處理質(zhì)粒和含有目的基因的DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子11基因工程常用的受體細(xì)胞有（ ） 大腸桿菌

11、枯草桿菌 支原體 動(dòng)植物細(xì)胞 AB CD12用DNA探針檢測(cè)飲用水中病毒的具體方法是 A與被檢測(cè)病毒的DNA堿基序列進(jìn)行比較 B與被檢測(cè)病毒的DNA堿基序列進(jìn)行組合 C與被檢測(cè)病毒的DNA堿基序列進(jìn)行雜交 DA、B、C三種方法均可131976年，美國(guó)的H.Boyer教授首次將人的生長(zhǎng)抑制素釋放因子的基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌，并獲得表達(dá)，此文中的“表達(dá)”是指該基因在大腸桿菌( ) A能進(jìn)行DNA復(fù)制 B.能傳遞給細(xì)菌后代 C. 能合成生長(zhǎng)抑制素釋放因子 D.能合成人的生長(zhǎng)素14在遺傳工程技術(shù)中，限制性內(nèi)切酶主要用于 （ ） A目的基因的提取和導(dǎo)入 B目的基因的導(dǎo)入和檢測(cè) C目的基因與運(yùn)載體結(jié)合和導(dǎo)入

12、D目的基因的提取和與運(yùn)載體結(jié)合15、（05廣東）以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是（ ） A. 基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程 B基因工程的產(chǎn)物對(duì)人類全部是有益的 C基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變 D基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)16、在藥品生產(chǎn)中，有些藥品如干擾素，白細(xì)胞介素，凝血因子等，以前主要是從生物體的組織、細(xì)胞或血液中提取的，由于受原料來(lái)源限制，價(jià)價(jià)十分昂貴，而且產(chǎn)量低，臨床供應(yīng)明顯不足。自70年代遺傳工程發(fā)展起來(lái)以后，人們逐步地在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的目的基因，使之與質(zhì)粒形成重組DNA，并以重組DNA引入大腸桿菌，最后利用這些工程菌，可以高效率地生產(chǎn)出上述各種高質(zhì)量低成本的藥品，請(qǐng)分析

13、回答：（1）在基因工程中，質(zhì)粒是一種最常用的 ，它廣泛地存在于細(xì)菌細(xì)胞中，是一種很小的環(huán)狀 分子。（2）在用目的基因與質(zhì)粒形成重組DNA過(guò)程中，一般要用到的工具酶是 和 。（3）將含有“某激素基因”的質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞后，能在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)直接合成“某激素”，則該激素在細(xì)菌體內(nèi)的合成包括 和 兩個(gè)階段。（4）在將質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌時(shí)，一般要用 處理細(xì)菌，以增大 ?！疽呻y解析】1、 核心操作基因表達(dá)載體構(gòu)建的注意事項(xiàng) 載體與表達(dá)載體的區(qū)別：二者都有標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)兩部分DNA片段。表達(dá)載體在載體基礎(chǔ)上增加了目的基因、啟動(dòng)子、終止子三部分結(jié)構(gòu) 用到的工具酶：既用到限制酶切割載體，又用到DNA連接酶將目的基因

14、和載體拼接，兩種酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵 啟動(dòng)子、終止子對(duì)于目的基因表達(dá)必不可少 目的基因不能單獨(dú)進(jìn)入受體細(xì)胞，必需以表達(dá)載體的方式攜帶進(jìn)去。2、 DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原則堿基互不配對(duì)原料四種脫氧核苷酸條件模板、能量、酶不同點(diǎn)解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場(chǎng)所體外復(fù)制細(xì)胞核內(nèi)酶熱穩(wěn)定DNA聚合酶細(xì)胞核內(nèi)的DNA聚合酶結(jié)果大量的DNA片段整個(gè)DNA分子3、目的基因檢測(cè)，利用DNA分子雜交技術(shù)，提取受體細(xì)胞中的DNA，然后高溫解成單鏈，再與同位素標(biāo)記的DNA探針雜交看是否有雜交帶；mRNA檢測(cè)，利用RNA分子雜交技術(shù)，目的基因DNA一條鏈（作探針）與

15、受體細(xì)胞中提取的mRNA雜交看是否有雜交帶；抗原抗體雜交所用到的抗體是用表達(dá)出的蛋白質(zhì)注射動(dòng)物進(jìn)行免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，并提取出而來(lái)的。 【鞏固訓(xùn)練】：1、獲得目的基因的方法有（ ） A構(gòu)建基因文庫(kù)從基因文庫(kù)中獲取 B人工合成 CPCR技術(shù)大量獲得 D利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得2、在基因工程中，把選出的目的基因（共100個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，其中腺嘌呤脫氧核苷酸是46個(gè)）放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增2代，那么，在擴(kuò)增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)是( ) A.54個(gè) B.162個(gè) C.378個(gè) D.756個(gè)3、.哪項(xiàng)不是基因表達(dá)載體的組成部分( ) A.啟動(dòng)子 B.終止密碼 C.標(biāo)記基因 D.目的基因4、在基

16、因診斷技術(shù)中，所用的探針DNA分子中必須存在一定量的放射性同位素，后者的作用是（ ） A為形成雜交的DNA分子提供能量 B引起探針DNA產(chǎn)生不定向的基因突變 C作為探針DNA的示蹤元素 D增加探針DNA的分子量5、下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是（ ） A基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因?yàn)槟康幕?B細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體 C通常用一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運(yùn)載體DNA D為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受6、豇豆對(duì)多種害蟲具有抗蟲能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因)?？茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不理

17、想，主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過(guò)在體外對(duì)CpTI基因進(jìn)行了修飾后，CPTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達(dá)過(guò)程如下圖所示請(qǐng)根據(jù)以上材料，回答下列問(wèn)題：(1) CpTI基因是該基因工程中的 基因，“信號(hào)肽，序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)”序列的基本組成單位是 。在過(guò)程中，首先要用 酶切開，暴露出 ，再用 酶連接。過(guò)程稱為 。(2)在該基因工程中，供體細(xì)胞是 ，受體細(xì)胞是 。(3)檢測(cè)修飾后的CpTI基因是否表達(dá)的最好方法是 。(4)與雜交育種、誘變育種相比，通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是 和 。(5)當(dāng)前，轉(zhuǎn)基因大豆、轉(zhuǎn)基因棉花等已經(jīng)進(jìn)入了我們的生活。請(qǐng)你談?wù)勣D(zhuǎn)基因農(nóng)作物可能帶來(lái)的利與弊。（各一條）利： 。 弊： 。 基礎(chǔ)試題訓(xùn)練答案例1C 例2B1、A 2、B 3、C 4、C 5、A 6、D 7、D 8、D 9、C 10、D11、【解析】 基因工程常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞。答案：D12、【解析】 用DNA探針檢測(cè)飲水中病毒的具體方法是使用一個(gè)特定的DNA片段制成探針，與被檢測(cè)的病毒DNA雜交，從而檢測(cè)出飲用水中病毒來(lái)。答案：C13、C 14、 15、16、