選修三專題一1.2《基因工程的基本操作程序》導(dǎo)學(xué)案

1、專題 1 .1.2 基因工程的基本操作程序課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)簡述基因工程原理及基本操作程序。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：_ 、_ 、_ 、_ 。2、目的基因的獲取目的基因可以從_ ，也可以用 _。目的基因主要是指 _ ，也可以是一些_ 。獲取目的基因的方法有以下幾種：_ 、_、 _ 。3、基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因工程的核心是_ 。一個基因表達(dá)載體的組成除了_外，還必須有 _、 _以及 _等。4、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化是指 _ 。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是_，除此之外， 還有 _和 _ 等方法。 _是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多，也是最為有效的一種將目的基

2、因?qū)雱游锛?xì)胞的方法。大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是：首先用_處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種_ 的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為 _。5、目的基因的檢測與鑒定要檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，非常關(guān)鍵，檢測方法是_ 。以 _ 作為探針。要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA ，檢測方法是 _。檢測目的基因是否翻譯成蛋 白 質(zhì) ， 方 法 是 _ 。 除 了 上 述 分 子 檢 測 外 ， 有 的 還 需 要 進(jìn) 行_ 的鑒定。三、提出疑惑同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)及重難點(diǎn)1、簡述基因工程原理及基本操作程序。2、嘗試設(shè)計(jì)

3、某一轉(zhuǎn)基因生物的研制過程。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：基因工程基本操作程序的四個步驟。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：（ 1）從基因文庫中獲取目的基因（ 2）利用 PCR 技術(shù)擴(kuò)增目的基因二、學(xué)習(xí)過程【溫故】1、什么是基因工程？2、DNA 重組技術(shù)的基本工具有哪些？13、運(yùn)載體需要具備哪些條件？【知新】1、目的基因的獲取（想一想，為什么要有這一步？）思考并回答：（ 1）目的基因的獲取方法有哪些？（ 2）為什么要建立基因文庫？怎么建立的？（ 3）如何從基因文庫中獲取目的基因？（ 4）為什么要建立 cDNA 文庫？如何獲取 cDNA ？（ 5） PCR 技術(shù)的原理是什么？（ 6）如何獲取引物？（ 7） PCR 技術(shù)擴(kuò)增的過程是？2、基因

4、表達(dá)載體的構(gòu)建思考并回答：（ 1）為什么要構(gòu)建基因表達(dá)載體？單獨(dú)的DNA 片段能不能穩(wěn)定遺傳？（ 2）基因表達(dá)載體的構(gòu)成包括哪些元件？（繪制基因表達(dá)載體的模式圖）（ 3）什么是啟動子、終止子？他們位于哪里？有什么作用？（ 4）為什么要有標(biāo)記基因？它的作用是？3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（想一想，為什么要導(dǎo)入受體細(xì)胞？在外界能不能維持穩(wěn)定和表達(dá)？）思考并回答：（ 1）什么是轉(zhuǎn)化？（ 2）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有哪些？最常用的方法是？哪些細(xì)胞可以作為受體細(xì)胞？（結(jié)合示意圖，了解農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的基本過程）（ 3）將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的基本操作程序是？要用到什么技術(shù)？哪些細(xì)胞可以作為受體細(xì)胞？（

5、4）早期的基因工程為什么選擇原核生物作為受體細(xì)胞？（ 5）大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是？4、目的基因的檢測與鑒定（為什么要檢測和鑒定？）思考并回答：（ 1）目的基因的檢測與鑒定可以從什么水平來做？（ 2）核酸雜交技術(shù)基本過程是？什么是探針？（ 3）如何檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)？（ 4）如何從個體生物學(xué)水平鑒定轉(zhuǎn)基因抗蟲棉？三、反思總結(jié)基因工程的基本操作步驟主要方法、技術(shù)或組成步驟一：步驟二：導(dǎo)入植物細(xì)胞：步驟三：導(dǎo)入動物細(xì)胞：導(dǎo)入微生物細(xì)胞：步驟四：四、當(dāng)堂檢測1、基因工程的操作步驟：2制備重組DNA分子轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞篩選出獲得目的基因的受體細(xì)胞，培養(yǎng)受體細(xì)胞并誘導(dǎo)目的基因的表達(dá)獲取目的基

6、因正確的操作順序是（）A B CD2、基因工程是在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)配對的步驟是（）A 人工合成基因B制備重組DNA 分子C轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞D目的基因的檢測和表達(dá)3、人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工合成。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以使人的糖蛋白基因得以表達(dá)的受體細(xì)胞是（）A 大腸桿菌B 酵母菌C T4 噬菌體D 質(zhì)粒 DNA4、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駼 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DNAD 為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入

7、抗除草劑基因時只能以受精卵為受體5、下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖作答。（ 1）能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成過程？為什么？。（ 2）過程必需的酶是酶，過程必需的酶是酶。（ 3）與人體細(xì)胞中胰島素基因相比，通過過程獲得的目的基因不含有非編碼區(qū)和。（ 4）若 A 中共有 a 個堿基對，其中鳥嘌呤有b 個，則過程連續(xù)進(jìn)行4 次，至少需要提供胸腺嘧啶個。（ 5）在利用AB獲得 C 的過程中，必須用切割 A 和 B，使它們產(chǎn)生，再加入，才可形成C。（ 6）為使過程更易進(jìn)行，可用（藥劑）處理D。課后練習(xí)與提高1、 1976 年，美國的H.Boyer 教授首次將人的生長抑制素釋放因

8、子的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌，并獲得表達(dá)， 這是人類第一次獲得的轉(zhuǎn)基因生物， 此文中的表達(dá)是指該基因在大腸桿菌（）A 能進(jìn)行DN A 復(fù)制B 能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯C能控制合成抑制生長素釋放因子D 能合成人的生長激素2、科學(xué)家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶主要蛋白。以下有關(guān)基因工程的敘述，錯誤的是（）A 采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子B 基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖細(xì)胞中的表達(dá)是不可缺少的3C馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞D 用同一種限制酶，分別處理質(zhì)粒和含目的基因的 DNA ，可產(chǎn)生相同的黏性末端，進(jìn)而形成重組 DNA 分子3、下列關(guān)于基因工程的敘述，錯誤的是（）A 目的基因和受體細(xì)

9、胞均可來自動物、植物或微生物B 限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA 連接酶是兩類常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性D 載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA 的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)4、錢永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲 2008 年諾貝爾 獎。在某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測到綠色熒光。由此可知（）A 該生物的基因型是雜合的B 該生物與水母有很近的親緣關(guān)系C綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá)D 改變綠色熒光蛋白基因的1 個核苷酸對，就不能檢測到綠色熒光5、在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中

10、，下列操作錯誤的是（）A. 用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草茶葉病毒的核酸B. 用 DNA 連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C. 將重組 DNA 分子導(dǎo)入原生質(zhì)體D. 用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞6、已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA 分子上有3 個酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指，如果該線性 DNA 分子在 3 個酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會產(chǎn)生a、 b、 c、d 四種不同長度的 DNA 片段。現(xiàn)在多個上述線性DNA 分子，若在每個DNA 分子上至少有1 個酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的 DNA 片段種類數(shù)是（）A 3B 4C9D 127、

11、圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRI 、BamHI 的酶切位點(diǎn)， ampR 為青霉素抗性基因，tctR 為四環(huán)素抗性基因，P 為啟動因子， T 為終止子， ori 為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI 、 BamHI 在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。（ 1）將含有目的基因的DNA 與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI 酶切，酶切產(chǎn)物用DNA 連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個DNA 片段之間連接形成的產(chǎn)物有_ 、_、 _ 三種。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質(zhì)粒，需要對這些連接產(chǎn)物進(jìn)行。（ 2）用上述 3 種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。之后將這些宿主

12、細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是。（ 3）目的基因表達(dá)時，RNA 聚合酶識別和結(jié)合的位點(diǎn)是，其合成的產(chǎn)物是。（ 4）在上述實(shí)驗(yàn)中， 為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應(yīng)選用的酶是。8、人體細(xì)胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的p53 基因，生物技術(shù)可對此類基因的變化進(jìn)行檢測。4(1)目的基因的獲取方法通常包括_和 _ 。(2)上圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的p53 基因的部分區(qū)域。與正常人相比，患者在該區(qū)域的堿基會發(fā)生改變，在上圖中用方框圈出發(fā)生改變的堿基對；這種變異被稱為_ 。(3)已知限制酶 E 識別序列