基因工程的基本操作程序?qū)W(xué)案- 高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

2.1基因工程的基本操作程序?qū)W習(xí)目標(biāo)1、概括基因工程的原理和基本操作程序。2、闡明PCR的原理，說(shuō)出PCR反應(yīng)所需的條件和PCR反應(yīng)的過(guò)程。3、列舉將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞和微生物細(xì)胞的方法。4、針對(duì)人類生產(chǎn)或生活中的某一需求，選取適當(dāng)?shù)幕蚬こ痰募夹g(shù)和方法，嘗試設(shè)計(jì)獲得某一轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的方案?；A(chǔ)梳理（一）目的基因的篩選與獲取1.概念：用于改變___________________或獲得____________________等的基因。2.實(shí)例：培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉用到的目的基因是____________________。3.篩選合適的目的基因（1）較為有效的方法：從相關(guān)的__________________和________________的基因中進(jìn)行篩選。（2）實(shí)例：在培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉之前，科學(xué)家不僅掌握了Bt基因的序列信息，也對(duì)Bt基因的表達(dá)產(chǎn)物___________________有了較為深入的了解。（3）認(rèn)識(shí)基因結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)方法：____________________技術(shù)、遺傳序列數(shù)據(jù)庫(kù)、_______________________工具。4.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因（1）PCR的含義：PCR是______________________的縮寫(xiě)，它是一項(xiàng)根據(jù)______________________的原理，在體外提供________________的各種組分與反應(yīng)條件，對(duì)__________________________________進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。（2）條件：DNA模板、分別與兩條模板鏈結(jié)合的2種______________、四種_____________、______________________________。（3）引物是一小段能與________________的一段堿基序列________________的短單鏈核酸。用于PCR的引物長(zhǎng)度通常為20~30個(gè)核苷酸。（4）PCR反應(yīng)的過(guò)程：①變性：溫度上升到90℃以上，目的基因DNA_______________________________。②復(fù)性：溫度下降到50℃左右時(shí)，_________________通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合。③溫度上升到72℃左右時(shí)，溶液中_________________在耐高溫的______________________________________的作用下加到引物的________端合成子鏈。④重復(fù)循環(huán)多次。（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建1.基因表達(dá)載體是載體的一種，除______________、標(biāo)記基因外，還必須有啟動(dòng)子、終止子等。2.啟動(dòng)子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_______________，位于基因的上游，緊挨轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終表達(dá)出人類需要的蛋白質(zhì)。3.終止子相當(dāng)于一盞紅色信號(hào)燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)，它位于基因的下游，也是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_________________。4.過(guò)程：首先用一定的__________________切割載體，使它出現(xiàn)一個(gè)切口，然后用_______________限制酶或_______________________的限制酶切割目的基因的DNA片段，再利用______________________將目的基因片段拼接到載體的切口處。（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并在受體細(xì)胞內(nèi)___________和_________________的過(guò)程。2.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法（1）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有________________、_________________等。（2）將目的基因?qū)雱?dòng)物受精卵的常用方法有_____________等。（3）將目的基因?qū)氪竽c桿菌的方法：用__________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)，然后將重組表達(dá)載體導(dǎo)入其中。（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定1.分子水平的檢測(cè)（1）通過(guò)_________________等技術(shù)檢測(cè)受體細(xì)胞染色體DNA上是否插入了目的基因或檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA。（2）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，檢測(cè)目的基因是否翻譯成了蛋白質(zhì)。2.個(gè)體水平的鑒定隨堂訓(xùn)練

1.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá),可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白2.農(nóng)桿菌中含有一個(gè)大型的Ti質(zhì)粒(如下圖所示),在侵染植物細(xì)胞的過(guò)程中,其中的T-DNA片段可以轉(zhuǎn)入植物的基因組。若想用基因工程技術(shù)通過(guò)農(nóng)桿菌向某種植物中導(dǎo)入抗旱基因,下列分析錯(cuò)誤的是()A.若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體,目的基因的插入位置應(yīng)該在T-DNA片段內(nèi),且要保證復(fù)制原點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移T-DNA的基因片段不被破壞B.將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時(shí),可以用Ca2+處理農(nóng)桿菌C.轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否成功,最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法是看該植物是否具有抗旱性狀D.若能夠在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱基因,則說(shuō)明該基因工程項(xiàng)目獲得成功3.將目的基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞和小鼠受精卵,常用的方法分別是()A.顯微注射,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,花粉管通道法C.Ca2+轉(zhuǎn)化法,顯微注射D.基因槍法,顯微注射4.(2023·廣東)下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述,正確的是()A.表達(dá)載體中的胰島素基因可通過(guò)人肝細(xì)胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄獲得B.表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制原(起)點(diǎn)C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)D.啟動(dòng)子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用5.(2024·普寧)下列關(guān)于基因工程的敘述中,正確的是()①基因工程打破了物種與物種之間的界限②基因治療是基因工程技術(shù)的應(yīng)用③載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞④所需要的工具酶有限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和運(yùn)載體⑤常使用的運(yùn)載體有大腸桿菌、質(zhì)粒和動(dòng)植物病毒等A.②③⑤B.①②③C.①②⑤ D.①③④6．要檢測(cè)受體DNA中是否成功插入了目的基因，需要用基因探針，這里的基因探針是指（)A．用于檢測(cè)疾病的醫(yī)療器械B．帶標(biāo)記的與目的基因互補(bǔ)的核酸序列c．帶標(biāo)記的蛋白質(zhì)分子D．人工合成的免疫球蛋白7．在基因工程技術(shù)中，限制酶主要用于（)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．目的基因與載體結(jié)合和導(dǎo)入D．目的基因的提取和與載體結(jié)合8．利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因培育的抗蟲(chóng)棉，培育是否成功，最好檢測(cè)（)A，是否有抗生素產(chǎn)生B是否有目的基因表達(dá)C是否有抗蟲(chóng)的性狀出現(xiàn)D．是否能分離到目的基因9．下列不是基因工程中的目的基因的檢測(cè)手段的是（