基因工程的基本操作程序 學案

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：2022年4月基因工程的基本操作程序?qū)W案版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：課題1.2基因工程的基本操作程序?qū)W習目標：簡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。學習重點和難點：重點：提取目的基因的方法。難點：目的基因?qū)胧荏w細胞的途徑。自學測評：基因工程的基本操作程序主要包括4個步驟：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）從基因文庫中獲取目的基因①基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多 ，導人受體菌的群體中 ，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫?；蚪M文庫：含有一種生物的基因②種類cDNA文庫：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)擴增目的基因。①PCR：是一項在生物體外 特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。②過程：目的基因DNA受熱形成 ，與 結(jié)合，然后在 ____的作用下進行延伸形成DNA。③方式：指數(shù)擴增=（n為擴增循環(huán)的次數(shù)）（3）化學方法人工合成：基因較，核苷酸序列。二、基因表達載體的構(gòu)建1、表達載體的組成：目的基因+ + +標記基因+。2、啟動子：位于基因的 ，它是 結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。3、終止子：位于基因的 ，終止 。4、標記基因： 受體細胞是否含有目的基因。5、表達載體的功能：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且 給下一代；使目的基因 ____和發(fā)揮作用。6、不同的受體細胞及目的基因?qū)胧荏w細胞的方法，基因表達載體的構(gòu)建上也會有所差別。三、將目的基因?qū)胧荏w細胞（一）轉(zhuǎn)化：目的基因進人受體細胞內(nèi)，并在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和 的過程。（二）方法1、將目的基因?qū)胫参锛毎?）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法①農(nóng)桿菌特點：易感染 植物和裸子植物，對___________植物沒有感染力；Ti質(zhì)粒的 可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體上。②轉(zhuǎn)化：目的基因插人 農(nóng)桿菌→導入植物細胞→目的基因整合到植物細胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。（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)雱游锛毎?）方法： 。（2）操作程序：目的基因表達載體 →取→顯微注射→注射了目的基因的受精卵移植到____性動物的 _________內(nèi)發(fā)育→新性狀動物。3．將目的基因?qū)宋⑸锛毎?）原核生物特點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等。（2）轉(zhuǎn)化： 處理細胞→ 細胞→表達載體與感受態(tài)細胞混合→___ 細胞吸收DNA分子。四、目的基因的檢測與鑒定類型步驟檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示水平檢測第一步目的基因是否進入受體細胞

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、精講點撥：探究一目的基因的獲取1、基因文庫文庫文庫2．原核細胞和真核細胞的基因結(jié)構(gòu)

（1）原核細胞的基因結(jié)構(gòu)（2）真核細胞的基因結(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)互補序列結(jié)合c．延伸（℃）：在的作用下進行延伸Taq酶的特點是。PCR擴增技術(shù)與DNA復(fù)制的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點原理DNA復(fù)制(堿基互補配對)不同點解旋方式DNA在條件下變性解旋催化場所復(fù)制(PCR擴增儀)主要在內(nèi)酶酶細胞內(nèi)含有的能量結(jié)果在短時間內(nèi)形成大量的形成整個

探究二基因表達載體的構(gòu)建用一定的_________切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個切口，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___________，形成了一個重組DNA分子（重組質(zhì)粒）探究三目的基因?qū)胧荏w細胞---轉(zhuǎn)化細胞類型常用方法轉(zhuǎn)化過程植物細胞將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導入植物細胞→整合到受體細胞的DNA上→表達動物細胞將含有目的基因的表達載體提純→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物微生物用Ca2+處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表達載體DNA分子與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子探究四目的基因的檢測與鑒定——檢查是否成功問題1:受體細胞攝入DNA分子后就說明目的基因完成了表達嗎？

問題2．試分析真核生物的基因?qū)爰毦毎螅荒苷０l(fā)揮功效的可能原因有哪些？

拓展提高、達標測評：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細胞→基因表達載體的構(gòu)建→目的基因的檢測和鑒定B．目的基因的檢測和鑒定→提取目的基因→基因表達載體的構(gòu)建→目的基因?qū)胧荏w細胞C．提取目的基因→基因表達載體的構(gòu)建→目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測和鑒定D．基因表達載體的構(gòu)建→提取目的基因→目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測和鑒定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．從基因文庫中獲取目的基因D．利用PCR技術(shù)擴增目的基因3．PCR技術(shù)擴增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探針測出目的基因B．用mRNA探針測出目的基因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mRNAD．將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細胞中，再進一步篩選6、在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌嶺脫氧核苷酸是460個）放入DNA擴增儀中擴增4代，那么，在擴增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是()A.540個 B.8100個 C.17280個 D.7560個7．下列不屬于目的基因與運載體結(jié)合過程的是（）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導入受體細胞中進行擴增8．下列哪項不是基因表達載體的組成成分（）A．啟動子B．終止密碼子C．標記基因D．復(fù)制原點9.在基因表達載體的構(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．植物學家在培育抗蟲棉時，對目的基因作適當修飾，使目的基因在棉花植株的整個生長發(fā)育期都表達，以防止害蟲侵害，這種對目的基因所作的修飾發(fā)生在（）A．終止子B．引物C．標記基因D．啟動子11．下列哪項不是將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ǎǎ〢．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，不進行堿基互補配對的是（）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細胞D．目的基因的檢測與鑒定13．將目的基因?qū)胛⑸锛毎埃肅a2+處理細胞，處理過的細胞叫（）A．感受態(tài)細胞B．敏感性細胞C．吸收性細胞D．接受細胞14．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)移目的基因進入受體細胞，目的基因的最終位置是（）A．Ti質(zhì)粒上B．受體細胞染色體上C．裸露細胞核中D．存在細胞質(zhì)中15．目的基因?qū)胧荏w細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過鑒定和檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是（）①檢測受體細胞是否有目的基因

②檢測受體細胞是否有致病基因

③檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄mRNA

④檢測目的基因是否翻譯蛋白質(zhì)

A．①②③

B．②③④

C．①③④

D．①②④16．要檢測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．用于檢測疾病的醫(yī)療器械B．用放射性同位素或熒光分子等標記的目的基因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)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質(zhì)粒D．導入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達18．（多選）我國科學家運用基因工程技術(shù)將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁毎⒊晒Ρ磉_，培育出了抗蟲棉。下列敘述正確的是（）A．基因非編碼區(qū)對于抗蟲基因在棉花細胞中的表達不可缺少B．重組DNA分子中增加一個堿基對，可能導致毒蛋白的毒性喪失C．抗蟲棉的抗蟲基因可通過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特性是可以通過檢測棉花對抗生素抗性來確定的19．（多選）科學家通過基因工程的方法，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)對于目的基因在塊莖中表達是不可缺少的C．馬鈴薯的葉肉細胞可作為受體細胞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年生物學家成功地破譯了α干擾素的全部遺傳信息.并運用插入質(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胞是，合成的場所是細胞中的.(3)在利用大腸桿菌生產(chǎn)干擾素過程中，目的基因是，所用的運載體是(4)目的基因在大腸桿菌中表達時必須經(jīng)過和過程.21．資料顯示，近十年來，PCR技術(shù)（DNA聚合酶鏈式反應(yīng)技術(shù)）成為分子生物實驗的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制的特性，在試管中進行DNA的人工復(fù)制（如下圖），在很短的時間內(nèi)，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使分子生物實驗所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。請據(jù)圖回答：（1）加熱至94℃（2）與細胞內(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PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制時，若將一個用15N標記的模板DNA分子(第一代)放入試管中，以