高三二輪復(fù)習(xí)生物教學(xué)案課時(shí)40：基因工程的的原理和技術(shù)

1、 課時(shí)40:基因工程的原理及技術(shù).考綱要求：基因工程的原理及技術(shù) A級(jí)。學(xué)習(xí)重點(diǎn):基因工程的操作工具和基本步驟學(xué)習(xí)難點(diǎn):限制酶的特性及作用，基因表達(dá)載體的構(gòu)建及目的基因的檢測(cè)教學(xué)步驟：一、 課前自主學(xué)習(xí)1基因工程的操作工具有 。2限制酶主要從 生物中分離純化而來(lái)，具有特異性，即能識(shí)別特定的 ，并在特定的切點(diǎn)處進(jìn)行切割；它作用的化學(xué)鍵是 ；限制酶作用后產(chǎn)生的末端有 和 。3兩種來(lái)源不同的DNA，黏性末端之間的堿基是通過(guò) 相連，DNA連接酶連接的是兩個(gè)片段之間的 鍵。4將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的運(yùn)輸工具叫 ，目前常用的有 、 、和 ，最常用的是質(zhì)粒，質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是 ；作為運(yùn)載體必需具備的條件有 、

2、 、 ；天然質(zhì)粒作為運(yùn)載體時(shí)往往需要經(jīng)過(guò) 。5基因工程的核心步驟是 ；基因表達(dá)載體由 、 、 、 構(gòu)成。6獲取目的基因的方法有： 、 及 。7.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是 法，導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用的方法是 法。將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞，需用 處理，使其成為 細(xì)胞。8.目的基因檢測(cè)包括： 檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入 。 檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄。 檢測(cè)目的基因是否翻譯成。第一種檢測(cè)的方法為 法，第二種檢測(cè)的方法為 法，第三種檢測(cè)的方法為 法。9.目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是 。二、課內(nèi)互動(dòng)學(xué)習(xí)（一）合作探究1有關(guān)基因工程的敘述正確的是 （ ） A質(zhì)粒都可作為載體 B蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的

3、基因提供資料 C限制酶只在獲得目的基因時(shí)才使用 D重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的2.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。下列選項(xiàng)中能說(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mRNA C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3.現(xiàn)有一長(zhǎng)度為1000堿基對(duì)(by）的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用Kpn1單獨(dú)酶切得到400 by和600 by兩種長(zhǎng)度的DNA分子，用EcoRI,Kpnl同時(shí)酶切后得到200 by

4、和600 by兩種長(zhǎng)度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是（ ）4.為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C（圖1），擬將其與質(zhì)粒（圖2）重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。 下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖?（）A用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒B用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰?xì)胞C在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞D用分子雜交方法檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上5.幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，若要從

5、植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是_。提取RNA時(shí)，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是_。（2）以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是_。（3）若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是_（答出兩點(diǎn)即可）。（4）當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是_。（5）若獲得的轉(zhuǎn)基因植株（幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中）抗真菌病的能力沒(méi)有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是_。 （二）拓展延伸（三）小結(jié)與反思課外鞏固練習(xí)40 班級(jí) 姓名 普及基礎(chǔ)題1.下列敘述符合基因工程概念的是

6、 （ ）AB淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞中含有B淋巴細(xì)胞中的抗體基因B將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株C用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變，通過(guò)篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株D自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上2.在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作錯(cuò)誤的是（ ）A用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸 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)入煙草原生質(zhì)體 D用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞3ada（腺苷酸脫氨酶基因）通過(guò)質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。

7、下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ）A. 每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒B. 每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)C. 每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)ada D. 每個(gè)人的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子4.金茶花是中國(guó)特有的觀賞品種，但易得枯萎病。科學(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，通過(guò)下圖所示的方法培育出了抗枯萎病的新品種。相關(guān)敘述正確的是 （ ）A圖中在基因工程中依次叫做基因表達(dá)載體、目的基因B形成的操作中使用的酶有限制酶、DNA聚合酶和DNA連接酶C由培育至過(guò)程中，依次經(jīng)歷了脫分化、再分化過(guò)程D在幼苗中檢測(cè)到抗枯萎病基因標(biāo)志著成功培育新品種5.如圖為利用生物技術(shù)獲得生

8、物新品種的過(guò)程，據(jù)圖回答：（1）在基因工程中，AB為 技術(shù)，利用的原理是 ，其中為 過(guò)程。（2）加熱至94的目的是使DNA中的 鍵斷裂，這一過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)是通過(guò) 的作用來(lái)完成的。（3）當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板鏈延伸，最終合成兩條DNA分子，此過(guò)程中的原料是 ，遵循的原則是 。（4）目的基因?qū)刖d羊受體細(xì)胞常用 技術(shù)。（5）BD為抗蟲(chóng)棉的培育過(guò)程，其中過(guò)程常用的方法是 ，要確定目的基因（抗蟲(chóng)基因）導(dǎo)入受體細(xì)胞后，是否能穩(wěn)定遺傳并表達(dá)，需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作，請(qǐng)寫(xiě)出在個(gè)體生物學(xué)水平上的鑒定過(guò)程： 。鞏固提高題6某線性DNA分子含有5000個(gè)堿基對(duì)（bp），先

9、用限制酶a切割，再把得到的產(chǎn)物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（多選） （ ）A在該DNA分子中，a酶與b酶的識(shí)別序列分別有3個(gè)和2個(gè)Ba酶與b酶切出的粘性末端不能相互連接Ca酶與b酶切斷的化學(xué)鍵相同D用這兩種酶和DNA連接酶對(duì)該DNA分子進(jìn)行反復(fù)切割、連接操作，若干循環(huán)后，序列會(huì)明顯增多7下列有關(guān)生物工程的敘述中不正確的是（多選） （ ）A植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)脆融合都依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性B病毒既可用于細(xì)胞工程技術(shù)，也可用于基因工程技術(shù)C用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗，可將乙肝病毒的表面抗原導(dǎo)入酵母菌 D人工誘變、基因工程、

10、細(xì)胞工程都可以定向改造微生物菌種8下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是（多選） （ ）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)入抗除草劑基因時(shí)可以以受精卵為受體9下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖l、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma 切割前后，分別含有 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。（2）若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 。（3）用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用S

11、rna 切割，原因是 。（4）與只使用EcoR I相比較，使用BamH 和Hind 兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止 。（5）為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入 酶。（6）重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。（7）為了從cDNA文庫(kù)中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測(cè)。參考答案：一、課前自主學(xué)習(xí)1、DNA連接酶 限制酶 運(yùn)載體 2、原核 脫氧核苷酸序列 磷酸二酯鍵 粘性末端 平末端3、氫鍵 磷酸二酯4、載體 質(zhì)粒 噬菌體 動(dòng)、植物病毒 DNA 有一至多個(gè)限

12、制酶的切點(diǎn) 能在宿主細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制 有標(biāo)記基因 改造5、基因表達(dá)載體的構(gòu)建 目的基因 標(biāo)記基因 啟動(dòng)子 終止子6、從基因文庫(kù)中獲取 人工合成 PCR擴(kuò)增7、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 顯微注射法 Ca2+ 感受態(tài)8、受體細(xì)胞染色體DNA mRNA 蛋白質(zhì) DNA分子雜交 DNA-RNA分子雜交 抗原-抗體雜交9、受體細(xì)胞合成出相應(yīng)的蛋白質(zhì)或表達(dá)出相應(yīng)的性狀二、合作探究1、B 2、D 3、D 4、C 5、（1）嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解（2）在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成cDNA（3）目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn)；目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子（4）磷酸二酯鍵（5）目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常課外鞏固練習(xí)：1、B 2、A 3、C 4、C5、（1）PCR DNA復(fù)制 DNA解旋（2