1.2_基因工程的基本操作程序导学案

《1.2 基因工程的基本操作程序》导学案【学习目标】1、简述基因工程的原理及其操作程序。

2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。

3、通过热烈讨论、精彩展示、合作学习，养成良好的学习习惯，培养语言表达能力、团结合作意识和小组荣誉感。

【学习重点、难点】基因工程基本操作程序的四个步骤；从基因文库中获取目的基因；利用PCR技术扩增目的基因【预习案】（一）基因工程的基本操作程序1、基因工程的基本操作程序包括哪几个步骤？（二）目的基因的获取1、目的基因主要是指2、获取目的基因的方法3、基因文库的概念和分类4、PCR的概念（三）基因表达载体的构建1、用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。

2、用_____________切断目的基因，使其产生_________________。

3、将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量_____________，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）4、基因表达载体的组成：（四）将目的基因导入受体细胞1、转化的概念：2、将基因导入植物细胞的方法：将基因导入动物细胞的方法：将基因导入微生物细胞的方法：（五）目的基因的检测与鉴定1、检测方法有哪些？2、鉴定方法【探究案】（一）利用参考书，完成下列问题1、基因文库的建构方法有哪三种？2、讲解三种方法的大致过程3、利用PCR技术扩增目的基因（1）原理：（2）条件：（3）方式：（4）结果：（5）过程：4、讲解基因表达载体的构建过程5、介绍农杆菌6、介绍农杆菌转化法的原理和适用范围7、介绍显微注射法【训练案】1、构建基因组DNA文库时，首先雷分离细胞的 ( )A、染色体DNAB、线粒体DNAC、总mRNAD、tRNA2．在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是( )A.540个B.8100个C.17280个D.7560个2．在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（）A.结构简单，操作方便B.遗传物质含量少C. 繁殖速度快D.性状稳定，变异少3．基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因，正确的操作顺序是（）A．③②④①B.②④①③C．④①②③D．③④①②4．工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）A．人工合成基因B．目的基因与运载体结合C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测和表达5．就分子结构而论，质粒是( )A、环状双链DNA分子B、环状单链DNA分于C、环状单链RNA分子D、线状双链DNA分子6．聚合酶链反应可表示为( )A、PECB、PERC、PDRD、PCR7．在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是（）A、化学合成法B、基因组文库法C、C DNA文库法D、聚合酶链反应8．有关基因工程的叙述正确的是（）A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用B.重组质粒的形成在细胞内完成C.质粒都可作运载体D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料9．不属于目的基因与运载体结合过程的是（）A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端B．用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端C. 将重组DNA导入受体细胞中进行扩增D．将切下的目的基因插入到质粒切口处10．科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。

以下有关该基因工程的叙述错误的是（）A．采用反转录的方法得到的目的基因B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D．用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子11．基因工程常用的受体细胞有（）①大肠杆菌②枯草杆菌③支原体④动植物细胞A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④12．用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是（）A．与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较 B．与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合C．与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交 D．A、B、C三种方法均可13．1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌( )A．能进行DNA复制 B.能传递给细菌后代C. 能合成生长抑制素释放因子D.能合成人的生长素14．在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于（）A．目的基因的提取和导入B．目的基因的导入和检测C．目的基因与运载体结合和导入D．目的基因的提取和与运载体结合15、以下有关基因工程的叙述，正确的是（）A. 基因工程是细胞水平上的生物工程B．基因工程的产物对人类全部是有益的C．基因工程产生的变异属于人工诱变D．基因工程育种的优点之一是目的性强16．（多选）一个基因表达载体的构建应包括（）A．目的基因B．启动子C．终止子D．标记基因创新应用训练1、在药品生产中，有些药品如干扰素，白细胞介素，凝血因子等，以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价价十分昂贵，而且产量低，临床供应明显不足。

自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因，使之与质粒形成重组DNA，并以重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些工程菌，可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品，请分析回答：（1）在基因工程中，质粒是一种最常用的，它广泛地存在于细菌细胞中，是一种很小的环状分子。

（2）在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具酶是和。

（3）将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后，能在细菌细胞内直接合成“某激素”，则该激素在细菌体内的合成包括和两个阶段。

2、下图是将人类的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用的载体为质粒A。

已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒导入细菌B后，其上的基因能得到表达。

请回答下列问题：（注：质粒中的a点即是四环素抗性基因的存在位置，又是与目的基因的结合点；斜线部分为抗氨苄青霉素基因）（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？（2）导入细菌B细胞的目的基因成功表达的标志是什么？３、科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是，此工具主要存在于--------------------------中，其特点是。

（2）苏云金芽孢秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。

具体做法是：用------------酶将苏云金芽孢杆菌的----------------切成许多片段，然后将这些片段---------，再通过-----------转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把分离出来。

（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是、、、。

基础试题训练1、A2、C3、C4、C5、A6、D7、D8、D9、C 10、D11、【解析】基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞。

答案：D12、【解析】用DNA探针检测饮水中病毒的具体方法是使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而检测出饮用水中病毒来。

答案：C13、C 14、Ｄ 15、Ｄ１６、ＡＢＣＤ【答案】创新应用训练1、（1）基因的运载体DNA（2）限制性内切酶DNA连接酶（3）转录翻译2、【解析】此题是对基因操作“四步曲”比较全面的考查，而且注意联系实际。

（1）据课本内容知人工合成基因的两条途径是：①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA−−−→−逆转录单链DNA−−−−−→−按互补原则双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列−−−→−推测出mRNA中碱基序列−−−→−推测出DNA碱基序列−−−−−−−−→−通过化学方法合成目的基因。

（２）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。

【答案】（1）①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA−−−→−逆转录单链DNA−−−−−→−按互补原则双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列−−−→−推测出mRNA中碱基序列−−−→−推测出DNA碱基序列−−−−−−−−→−通过化学方法合成目的基因。

（5）受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。

３、（１）限制性内切酶微生物一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸系列，并在特定的点位切割（２）限制性内切酶ＤＮＡ分别与载体结合载体复制带有目的基因的ＤＮＡ片段（３）提取目的基因目的基因与载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达。