基因工程的一般過(guò)程

1、基因工程的一般過(guò)程與技術(shù)(1)學(xué)習(xí)目標(biāo)一、 知識(shí)與技能1.簡(jiǎn)述基因工程基本操作程序，以及各步驟的一般方法、原理。二、 過(guò)程與方法1. 通過(guò)具體的情境，引導(dǎo)學(xué)生在思索和探究中學(xué)習(xí)新知識(shí)。2. 充分利用圖片、動(dòng)畫等直觀教學(xué)手段，結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作，準(zhǔn)確理解基因工程的一般過(guò)程。三、 情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.認(rèn)同基因工程的基本操作程序以及各部驟的一般方法、原理。課前導(dǎo)學(xué)（2） 基因工程的一般過(guò)程（一）獲取目的基因：可以通過(guò) 獲取目的基因，又可以通過(guò) 擴(kuò)增目的基因，還可以通過(guò) 直接人工合成。1通過(guò)基因文庫(kù)獲取目的基因（1）基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體細(xì)菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)

2、受體菌分別含有這種生物的 （不同/相同）基因，稱為基因文庫(kù)。（2）構(gòu)建基因文庫(kù)：首先：用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒛骋环N生物細(xì)胞的 切割成大小合適的片段，并將這些片段與合適的載體進(jìn)行體簡(jiǎn)述外重組；其次：將重組DNA分子轉(zhuǎn)入相應(yīng)的宿主，通過(guò) 使DNA片段擴(kuò)增；最后：形成含有大量重組體的群體。1、 從基因文庫(kù)中得到目的基因的方法：根據(jù)基因的 、基因的 、 、 以及基因的 等信息，可以直接從基因文庫(kù)中獲得目的基因。2通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因：PCR技術(shù)又稱為 技術(shù)，原料：模板DNA、引物、4中脫氧核糖核苷酸、耐熱DNA聚合酶（Taq酶）。過(guò)程：變性：加熱使模板DNA在高溫下（9095）變性，雙鏈間的氫鍵斷裂成兩

3、條單鏈。 退火：使溶液溫度降至5560，模板DNA與引物按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合延伸：溶液反應(yīng)溫度升至7075，耐熱DNA聚合酶以單鏈DNA為模板，在引物的引導(dǎo)下，利用反應(yīng)混合物中的4種脫氧核苷酸，按53方向復(fù)制出互補(bǔ)DNA。 在9095下 DNA片段變性 在5560下 引物與模板結(jié)合 在7075下 互補(bǔ)鏈不斷延伸圖解：3.通過(guò)化學(xué)方法直接人工合成：比較小的目的基因可在了解DNA分子核苷酸序列的基礎(chǔ)上通過(guò)DNA合成儀直接人工合成。（二）制備重組DNA分子：1目的：是目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，是目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。2組成：目的基因+_+_+標(biāo)記基因 （1）啟動(dòng)子：

4、位于目的基因上游的一段核苷酸序列，它本身不控制基因的活動(dòng)，而是RNA聚合酶的_和_部位，其與RNA聚合酶結(jié)合后驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄活動(dòng)，并引起相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成。 （2）終止子：載體中終止_過(guò)程的核苷酸序列。 （3）標(biāo)記基因：為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。常用的標(biāo)記基因是抗生素抗性基因。3構(gòu)建重組DNA分子的步驟：. 用DNA連接酶連接目的基因和載體。. 用同一種限制酶切割載體和含目的基因的外源DNA。質(zhì)疑探究1.1個(gè)目的基因通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增循環(huán)n次，可得到多少個(gè)目的基因？_個(gè)。2.PCR技術(shù)與DNA復(fù)制有哪些不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，嘗試用表格進(jìn)行歸納。比較項(xiàng)目PCR

5、技術(shù)DNA體內(nèi)復(fù)制異環(huán)境步驟解旋方法酶引物引物是否去除否是同 利用4種脫氧核糖核苷酸，按照53的順序合成DNA單鏈3.作為目的基因的表達(dá)載體，為什么需要帶有選擇標(biāo)記基因？4.啟動(dòng)子和終止子在基因的表達(dá)過(guò)程中的作用與遺傳密碼子中的“起始密碼子和終止密碼子”的有何區(qū)別？5.目的基因和載體被限制酶切割后，可以形成哪幾種連接片段？反饋矯正1下列關(guān)于基因工程的敘述中，不正確的是 （ ）A重組DNA是在體外進(jìn)行的 B基因工程又叫做重組DNA技術(shù)C基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心 D基因工程的受體細(xì)胞必須是大腸桿菌等原核生物2下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是 ( )從基因文庫(kù)中獲取目的基因 利用PCR技術(shù)

6、擴(kuò)增目的基因 通過(guò)DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成 A B C D3在基因工程中，把目的基因（共1000個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個(gè)）放在DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)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（ ）A540個(gè) B8100個(gè) C17280個(gè) D7560個(gè)4在已知小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是 （ ）A用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA B以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C將工體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，再進(jìn)一步篩選 D由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)mRNA 5PCR技術(shù)通過(guò)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，可以得到大量的目的基因，下面對(duì)該技術(shù)的敘述，不正確的是 （ ）

7、A遵循的基本原理是DNA半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)B擴(kuò)增儀內(nèi)必須加入引物、原料和DNA聚合酶C每擴(kuò)增一次，溫度都要發(fā)生907555的變化D成指數(shù)式擴(kuò)增，約為2n（n為擴(kuò)增次數(shù)）6下圖表示一項(xiàng)重要的生物技術(shù)，對(duì)圖中物質(zhì)a、b、c、d的描述，正確的是 （ ）Aa通常存在于細(xì)菌體內(nèi)，目前尚未發(fā)現(xiàn)真核生物體內(nèi)有類似的結(jié)構(gòu)Bb識(shí)別特定的核苷酸序列，并將A與T之間的氫鍵切開Cc連接雙鏈間的A和T，使黏性末端處堿基互補(bǔ)配對(duì)D若要獲得真核生物的d，則一般采用人工合成方法7目的基因與運(yùn)載體結(jié)合所需的條件有 （ ）同一種限制酶 具有抗性基因的質(zhì)粒 RNA聚合酶目的基因 DNA連接酶 四種脫氧核苷酸 ATPA B C

8、 D8下列哪一個(gè)不是基因表達(dá)載體的組成部分 ( )A終止密碼 B目的基因 C標(biāo)記基因 D啟動(dòng)子9下列有關(guān)基因工程的運(yùn)載體中標(biāo)記基因的說(shuō)法不正確的是 （ ）A可檢測(cè)重組DNA分子是否導(dǎo)入了受體細(xì)胞 B可指示哪些細(xì)胞是轉(zhuǎn)化細(xì)胞C可指示運(yùn)載體中是否插入了外源DNA片段D可檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否成功表達(dá)10以下有關(guān)基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是 （ ）A馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可用作為受體細(xì)胞B目的基因的成功導(dǎo)入是目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)的前提C采用“基因文庫(kù)法”獲得目的基因是最常用的獲得目的基因的方法D一般采用同一種限制性內(nèi)切酶分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA11有關(guān)PCR技術(shù)的說(shuō)法，不正確的是 （ ）AP

9、CR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)BPCR技術(shù)的原理是體外模擬DNA的復(fù)制C利用PCR技術(shù)獲取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列DPCR擴(kuò)增中必須有解旋酶才能解開雙鏈DNA遷移創(chuàng)新12下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程部分示意圖，請(qǐng)據(jù)圖作答。（1）能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成過(guò)程？ ，為什么？ 。（2）過(guò)程必需的酶分別是 、 。（3）過(guò)程中需要用到的酶是_。通過(guò)和過(guò)程可獲得大量所需要的相同DNA分子片段，該項(xiàng)技術(shù)叫做_。（4）若A中共有a個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤有b個(gè)，則過(guò)程連續(xù)進(jìn)行5次，至少需要提供鳥嘌呤 個(gè)。 （5）在利用AB獲得C的過(guò)程中，必須用 切

10、割A(yù)和B，再加入 ，才可以形成C。（6）在進(jìn)行基因工程操作過(guò)程中，胰島素基因必需與運(yùn)載體質(zhì)粒結(jié)合后才能進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)，并且在細(xì)菌內(nèi)增殖。質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是一種 。（7）不同生物間基因的移植成功，說(shuō)明生物共用一套 。 基因工程的一般過(guò)程與技術(shù)(1)課前導(dǎo)學(xué)1、 基因工程的一般過(guò)程（1） 基因文庫(kù)、PCR、化學(xué)方法。1. （2）整個(gè)基因組DNA、宿主細(xì)胞的繁殖。（3） 核苷酸序列、功能在染色體上的位置、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物、翻譯產(chǎn)物。二、2. 啟動(dòng)子、終止子。 (1)識(shí)別和結(jié)合。(2)轉(zhuǎn)錄質(zhì)疑探究1.2n2.體外，經(jīng)3個(gè)溫度控制體內(nèi)，溫和條件變性、退火、延伸起始、延伸、終止高溫（90-95）使雙鏈變性DNA解旋酶Taq酶（耐熱DNA聚合酶）DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等人工合成的DNA單鏈（18-30個(gè)堿基對(duì)）細(xì)胞自行合成的RNA3.檢測(cè)和篩選重組細(xì)胞4.啟動(dòng)子可以啟動(dòng)目的基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，是質(zhì)粒上的一段DNA序列，可以和RNA聚合酶結(jié)合； 啟動(dòng)密碼子可以啟動(dòng)翻譯過(guò)程，是信使RNA上的3個(gè)相鄰的核苷酸。 終止子可以終止目的基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，是質(zhì)粒上的一段DNA序列； 終止密碼子可以終止翻譯過(guò)程，是信使RNA上的3個(gè)相鄰的核苷酸。5.質(zhì)粒和質(zhì)粒連接、質(zhì)粒和目的基因連接、目的基