基因工程的基本操作程序 學(xué)案

基因工程的基本操作程序?qū)W案基因工程的基本操作程序?qū)W案基因工程的基本操作程序?qū)W案資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月基因工程的基本操作程序?qū)W案版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：課題1.2基因工程的基本操作程序?qū)W習(xí)目標(biāo)：簡(jiǎn)述基因工程的原理和技術(shù)。理解基因操作的工具和基本程序及應(yīng)用。學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：提取目的基因的方法。難點(diǎn)：目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的途徑。自學(xué)測(cè)評(píng)：基因工程的基本操作程序主要包括4個(gè)步驟：①目的基因的；②的構(gòu)建；③將目的基因；④目的基因的。一、目的基因的獲?。?、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①基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多 ，導(dǎo)人受體菌的群體中 ，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)?；蚪M文庫(kù)：含有一種生物的基因②種類cDNA文庫(kù)：含有一種生物的 基因③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。①PCR：是一項(xiàng)在生物體外 特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。②過(guò)程：目的基因DNA受熱形成 ，與 結(jié)合，然后在 ____的作用下進(jìn)行延伸形成DNA。③方式：指數(shù)擴(kuò)增=（n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)）（3）化學(xué)方法人工合成：基因較，核苷酸序列。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+。2、啟動(dòng)子：位于基因的 ，它是 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 ，終止 。4、標(biāo)記基因： 受體細(xì)胞是否含有目的基因。5、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。6、不同的受體細(xì)胞及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法，基因表達(dá)載體的構(gòu)建上也會(huì)有所差別。三、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①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。②轉(zhuǎn)化：目的基因插人 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:是植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法，但是成本較高。（3）花粉管通道法2．將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞（1）方法： 。（2）操作程序：目的基因表達(dá)載體 →取→顯微注射→注射了目的基因的受精卵移植到____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（1）原核生物特點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等。（2）轉(zhuǎn)化： 處理細(xì)胞→ 細(xì)胞→表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→___ 細(xì)胞吸收DNA分子。四、目的基因的檢測(cè)與鑒定類型步驟檢測(cè)內(nèi)容方法結(jié)果顯示水平檢測(cè)第一步目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞

是否成功顯示出雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA

是否成功顯示出雜交帶第三步目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)

是否成功顯示出雜交帶水平鑒定

合作探究、精講點(diǎn)撥：探究一目的基因的獲取1、基因文庫(kù)文庫(kù)文庫(kù)2．原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)

（1）原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)（2）真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)3.PCR技術(shù)原理：前提：一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成條件：、、、、過(guò)程：a．變性（℃）：目的基因DNA受熱變性后接連為單鏈b．退火（℃）：與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合c．延伸（℃）：在的作用下進(jìn)行延伸Taq酶的特點(diǎn)是。PCR擴(kuò)增技術(shù)與DNA復(fù)制的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原理DNA復(fù)制(堿基互補(bǔ)配對(duì))不同點(diǎn)解旋方式DNA在條件下變性解旋催化場(chǎng)所復(fù)制(PCR擴(kuò)增儀)主要在內(nèi)酶酶細(xì)胞內(nèi)含有的能量結(jié)果在短時(shí)間內(nèi)形成大量的形成整個(gè)

探究二基因表達(dá)載體的構(gòu)建用一定的_________切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切口，露出____________。用_____________切斷目的基因，使其產(chǎn)生________________。將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的______處，再加入適量___________，形成了一個(gè)重組DNA分子（重組質(zhì)粒）探究三目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞---轉(zhuǎn)化細(xì)胞類型常用方法轉(zhuǎn)化過(guò)程植物細(xì)胞將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的DNA上→表達(dá)動(dòng)物細(xì)胞將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵（受精卵）→顯微注射→早期胚胎培養(yǎng)→胚胎移植→發(fā)育成為具有新性狀的動(dòng)物微生物用Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子探究四目的基因的檢測(cè)與鑒定——檢查是否成功問(wèn)題1:受體細(xì)胞攝入DNA分子后就說(shuō)明目的基因完成了表達(dá)嗎？

問(wèn)題2．試分析真核生物的基因?qū)爰?xì)菌細(xì)胞后，不能正常發(fā)揮功效的可能原因有哪些？

拓展提高、達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)：1．下列正確表示基因操作“四部曲”的是（）A．提取目的基因→目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→目的基因的檢測(cè)和鑒定B．目的基因的檢測(cè)和鑒定→提取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞C．提取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)和鑒定D．基因表達(dá)載體的構(gòu)建→提取目的基因→目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)和鑒定2．下列不屬于獲得目的基因的方法的是（）A．利用DNA連接酶復(fù)制目的基因B．利用DNA聚合酶復(fù)制目的基因C．從基因文庫(kù)中獲取目的基因D．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因3．PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA，需要的條件是（）①目的基因②高溫③四種脫氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖體A．①②③④B．②③④⑤C．①③④⑤D．①②③⑥4．根據(jù)mRNA的信息推出獲取目的基因的方法是（）A．用DNA探針測(cè)出目的基因B．用mRNA探針測(cè)出目的基因C．用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成目的基因D．用PCR技術(shù)擴(kuò)增mRNA5．在已知某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DNAB．以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C．由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)mRNAD．將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，再進(jìn)一步篩選6、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)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)7．下列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．將切下的目的基因的片段插入到質(zhì)粒切口處D．將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增8．下列哪項(xiàng)不是基因表達(dá)載體的組成成分（）A．啟動(dòng)子B．終止密碼子C．標(biāo)記基因D．復(fù)制原點(diǎn)9.在基因表達(dá)載體的構(gòu)建中，所需要的酶是（）①限制酶②DNA連接酶③解旋酶④DNA聚合酶A．①②B．①②③C．①②④D．①②③④10．植物學(xué)家在培育抗蟲(chóng)棉時(shí)，對(duì)目的基因作適當(dāng)修飾，使目的基因在棉花植株的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期都表達(dá)，以防止害蟲(chóng)侵害，這種對(duì)目的基因所作的修飾發(fā)生在（）A．終止子B．引物C．標(biāo)記基因D．啟動(dòng)子11．下列哪項(xiàng)不是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法（）A．基因槍法B．顯微注射法C．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D．花粉管通道法12．在基因工程操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是（）A．人工合成目的基因B．目的基因與載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D．目的基因的檢測(cè)與鑒定13．將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞之前，要用Ca2+處理細(xì)胞，處理過(guò)的細(xì)胞叫（）A．感受態(tài)細(xì)胞B．敏感性細(xì)胞C．吸收性細(xì)胞D．接受細(xì)胞14．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)移目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞，目的基因的最終位置是（）A．Ti質(zhì)粒上B．受體細(xì)胞染色體上C．裸露細(xì)胞核中D．存在細(xì)胞質(zhì)中15．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(guò)鑒定和檢測(cè)才能知道。下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是（）①檢測(cè)受體細(xì)胞是否有目的基因

②檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病基因

③檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄mRNA

④檢測(cè)目的基因是否翻譯蛋白質(zhì)

A．①②③

B．②③④

C．①③④

D．①②④16．要檢測(cè)目的基因是否成功地插入了受體DNA中，需要用基因探針，基因探針是指（）A．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)記的目的基因C．合成β-球蛋白的DNAD．合成苯丙羥化酶的DNA片段17．（多選）用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述正確的是（）A．常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒B．DNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必須的工具酶C．可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D．導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)18．（多選）我國(guó)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲(chóng)棉。下列敘述正確的是（）A．基因非編碼區(qū)對(duì)于抗蟲(chóng)基因在棉花細(xì)胞中的表達(dá)不可缺少B．重組DNA分子中增加一個(gè)堿基對(duì)，可能導(dǎo)致毒蛋白的毒性喪失C．抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)基因可通過(guò)花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染D．轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲(chóng)特性是可以通過(guò)檢測(cè)棉花對(duì)抗生素抗性來(lái)確定的19．（多選）科學(xué)家通過(guò)基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖內(nèi)含有人奶主要蛋白。以下有關(guān)該基因工程的敘述，正確的是()A．采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到目的基因有內(nèi)含子B．基因非編碼區(qū)對(duì)于目的基因在塊莖中表達(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．用同一種限制性內(nèi)切酶，分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子20．人體受到病毒刺激后可以產(chǎn)生干擾素.干擾素分為α．β．γ三類.1980年生物學(xué)家成功地破譯了α干擾素的全部遺傳信息.并運(yùn)用插入質(zhì)粒的方法.用大腸桿菌生產(chǎn).得到的干擾素可以用于治療肝炎和腫瘤.回答下列問(wèn)題:(1)上述材料中涉及到的現(xiàn)代生物技術(shù)有.(2)人體中能合成干擾素的細(xì)胞是，合成的場(chǎng)所是細(xì)胞中的.(3)在利用大腸桿菌生產(chǎn)干擾素過(guò)程中，目的基因是，所用的運(yùn)載體是(4)目的基因在大腸桿菌中表達(dá)時(shí)必須經(jīng)過(guò)和過(guò)程.21．資料顯示，近十年來(lái)，PCR技術(shù)（DNA聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)）成為分子生物實(shí)驗(yàn)的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制的特性，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制（如下圖），在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使分子生物實(shí)驗(yàn)所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）加熱至94℃（2）與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比，PCR技術(shù)所需要的DNA聚合酶的最適溫度比較____________（高、低）。（3）通過(guò)PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制時(shí)，若將一個(gè)用15N標(biāo)記的模板DNA分子(第一代)放入試管中，以