新课标高中生物选修三基因工程的基本操作程序导学案

1．2 基因工程基础操作程序
[教学目标]
1、简述基因工程原理及基础操作程序。

2、尝试设计某一转基因生物研制过程。

[教学关键和难点]
1、教学关键
基因工程基础操作程序四个步骤。

2、教学难点
（1）从基因文库中获取目基因。

（2）利用PCR技术扩增目基因。

[教学过程]
一、目基因获取:
1．目基因: 符合大家需要, 编码蛋白质。

2．获取目基因方法
(1)从基因文库中获取目基因
①基因文库: 将含有某种生物不一样基因很多, 导人受体菌群体中, 各个受体菌分别含有这种生物不一样基因, 称为基因文库。

基因组文库: 含有一个生物基因
②种类
cDNA文库: 含有一个生物基因
③目基因获取
依据基因相关信息: 基因序列、基因在上位置、基因产物mRNA、基因产物蛋白质等特征获取目基因。

(2)利用PCR技术扩增目基因。

①PCR: 是一项在生物体外特定DNA片段核酸合成技术。

②条件: 已知目基因序列。

③过程: 目基因DNA受热形成, 与结合, 然后在______作用
下进行延伸形成DNA。

④方法: 指数扩增=2n(n为扩增循环次数)
(3)人工合成法: 基因较小, 核苷酸序列已知, 能够人工合成。

例1 下列获取目基因方法中需要模板链是( )
①从基因文库中获取目基因②利用PCR技术扩增目基因③反转录法④经过DNA 合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③
二、基因表示载体构建
1．表示载体组成: 目基因++ +标识基因等。

2．开启子: 位于基因, 它是结合
部位, 驱动基因转录产生mRNA。

3．终止子: 位于基因, 终止。

4．表示载体功效: 使目基因在受体细胞中稳定存在, 而且给下一代; 使目基因____ 和发挥作用。

5．标识基因: 受体细胞是否含有目基因。

6．不一样受体细胞及目基因导入受体细胞方法不一样, 基因表示载体构建上也会有所差异。

例2科学家在培育抗虫棉时, 经过了很多复杂过程和不懈努力, 才取得成功。

起初把苏云金芽孢杆菌抗虫基因插入载体质粒中, 然后导入棉花受精卵中, 结果抗虫基因在棉花体内没有表示。

然后在插入抗虫基因质粒中插入开启子(抗虫基因首端), 导人棉花受精卵, 长成棉花植株还是没有抗虫能力。

科学家又在有开启子、抗虫基因质粒中插入终止子(抗虫基因末端), 导入棉花受精卵, 结果成长植株, 有了抗虫能力。

由以上过程推知, 作为目基因运载体应含有结构是( )
A．目基因、开启子 B．目基因、终止子
C．目基因、开启子、终止子 D．目基因、开启子、终止子、标识基因三、将目基因导入受体细胞
(一)转化: 目基因进人受体细胞内, 并在受体细胞内维持稳定和过程。

1．将目基因导入植物细胞 (1)农杆菌转化法 ①农杆菌特点: 易感染
植物和裸子植物, 对___________植物没有感
染力; Ti 质粒
可转移至受体细胞, 并整合到受体细胞染色体上。

②转化: 目基因插人
−−→−进入农杆菌→导入植物细胞→目基因整合到植物
细胞染色体上→目基因遗传特征得以稳定维持和表示。

(2)基因枪法
基因枪法: 是单子叶植物中常见一个基因转化方法, 不过成本较高。

(3)花粉管通道法
花粉管通道法: 这是中国科学家独创一个方法, 是一个十分简便经济方法。

（中国转基因抗虫棉就是用此种方法取得）
2．将目基因导入动物细胞 (1)方法:
注射技术。

(2)操作程序: 目基因表示载体
→取卵(受精卵) →显微注射→注射了目基因
受精卵移植到____性动物
_________________________内发育→新性状动物。

3．将目基因导人微生物细胞
(1)原核生物特点: 繁殖快、 多为单细胞、 遗传物质相对较少等。

(2)转化:
处理细胞→
细胞→表示载体与感受态细胞混合→
_________
细胞吸收DNA 分子。

例3采取基因工程方法培育抗虫棉, 下列导入目基因做法正确是( )
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白DNA 序列, 注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白DNA 序列, 与质粒重组, 导人细菌, 用该细菌感染棉体细胞, 再进行组织培养④将编码毒素蛋白DNA 序列, 与细菌质粒重组, 注射到棉子房并进入受精卵 A 、 ①② B 、 ②③ C 、 ③④ D 、 ①④
四、 目基因检测与判定
(1)方法: 标识了、抗原抗体杂交。

(2)内容
①检测转基因生物染色体DNA是否插入。

②检测目基因是否转录。

③检测目基因是否翻译成。

2．判定: 判定、抗病判定等。

例4 下图是将人生长激素基因导人细菌B细胞内制造“工程菌”示意图, 所用载体为
质粒A。

已知细菌B细胞内不含质粒A, 也不含质粒A上基因, 质粒A导人细菌B后, 其上
基因能得到表示。

请回复下列问题:
(1)现在把重组质粒导入细菌细胞时, 效率还不高, 导入完成后得到细菌, 实际上有
根本没有导入质粒, 有导入是一般质粒A, 只有少数导入是重组质粒。

以下步骤可判别得到
细菌是否导人了质粒A或重组质粒: 将得到细菌涂布在一个含有氨苄青霉素培养基上, 能
够生长就导人了质粒A或重组质粒, 反之则没有。

使用这种方法判别原因是。

(2)若把经过判定证实导人了一般质粒A或重组质粒细菌放在含有四环素培养基上培养,
会发生现象是。

原因是: ______________________________________ _________ _______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________。

(3)导人细菌B细胞中目基因成功表示标志是什么?
___________________________________________________________________________ ______________________________________________________________。

课堂巩固:
一、选择题:
1、下列属于获取目基因方法是( )
①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取
③从受体细胞中提取④利用PCR技术
⑤利用DNA转录⑥人工合成
A．①②③⑤ B．①②⑤⑥ C．①②③④D．①②④⑥
2、不属于目基因与运载体结合过程是( )
A．用一定限制酶切割质粒, 露出黏性末端
B．用同种限制酶切割目基因, 露出黏性末端
C．将切下目基因插入到质粒切口处
D．将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增
3、分辨基因工程是否成功是经过( )
A．提取目基因 B．基因表示载体构建
C．目基因导人受体细胞 D．目基因检测与判定
4．下列不属于获取目基因方法是( )
A．利用DNA连接酶复制目基因 B．利用DNA聚合酶复制目基因
C．从基因文库中获取目基因 D．利用PCR技术扩增目基因
5．哪项不是基因表示载体组成部分( )
A．开启子 B．终止密码 C．标识基因 D．目基因
6．在胰岛素基因与质粒形成重组DNA分子过程中, 下列哪组是所需要( )
①同一个限制酶切割二者; ②不需同一个限制酶切割二者; ③加入适量DNA连接酶;
④不需加DNA连接酶
A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
7．下列说法中正确是( )
A．基因表示载体构建方法是一致
B．标识基因也叫做抗生素基因
C．显微注射技术是最为有效一个将目基因导入植物细胞方法
D．大肠杆菌是常见微生物受体
8、下列哪项不是将目基因导入植物细胞方法( )
A．基因枪法 B．显微注射法C．农杆菌转化法 D．花粉管通道法
9．基因工程中常见受体细胞不包含( )
A．人体细胞 B．动物细胞 C．植物细胞 D．微生物细胞
10．基因工程中科学家常采取细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。

下列不属于这么做原因是( )
A．结构简单, 多为单细胞B．繁殖速度快
C．遗传物质含量少D．性状稳定, 变异少
11．要检测目基因是否成功插入了受体DNA中, 需要用基因探针, 基因探针是指( ) A．用于检测疾病医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标识DN A分子
C．合成 一球蛋白DNA
D．合成苯丙羟化酶DNA片段
12．基因工程正确操作步骤是( )
①构建基因表示载体②将目基因导入受体细胞
③检测目基因表示是否符合特定性状要求④取目基因
A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②
13．下列相关基因工程技术叙述, 正确是( )
A．重组DNA技术所用工具酶是限制酶、 DNA连接酶和基因进入受体细胞载体
B．全部限制酶都只能识别同一个特定核苷酸序列
C．选择细菌作为重组质粒受体细胞关键是因为细菌繁殖快、遗传物质少D．只要目基因进入受体细胞就能成功实现表示
14．基因工程中不会出现( )
A．DNA连接酶将黏性末端碱基连接起来
B．限制性内切酶可用于目基因获取
C．目基因必需有载体导入受体细胞
D．人工合成目基因不用限制性核酸内切酶
15、下列哪项不是基因工程技术( )
A．基因转移 B．基因扩增 C．基因检测 D．基因表示
（二）填空题:
16．依据下列所给材料回复问题:
材料一把人胰岛素基因拼接到大肠杆菌质粒上, 然后导入大肠杆菌内, 产生出人胰岛素。

材料二把萤火虫荧光基因转入烟草体内, 培育荧光烟草。

材料三有些人把蜘蛛产生丝腺蛋白基因转入羊细胞屯, 在羊分泌乳汁中加入某种物质后, 可抽出细丝, 这种细丝可望用作手术缝合线。

(1)上述生物新品种产生利用了技术。

(2)一个生物基因在另一个生物体内能够表示, 而不影响其她基因表示, 这说明基因是有___________效应片段, 含有一定性; 同时能够说明多种生物共用一套。

(3)上述技术所用工具酶有。

(4)材料三中所用缝合线与一般缝合线相比有何优点?。

(5)可遗传变异分为三种: 、、, 而基因工程改变一个物种基因属于。

(6)从上述所给材料, 不能得出哪一结论( )
A．动植物之间能够相互转基因
B．真核生物与原核生物之间能够相互转基因
C．基因工程能够定向地改变生物基因
D．转基因生物出现对生物进化是有利
17．人体受病毒刺激后, 能够产生干扰素, 干扰素分为α、β、γ三类, 1980年, 生物学家成功破译了α干扰素全部遗传信息, 并利用插入质粒方法, 用大肠杆菌生产得到干扰素能够用于诊疗肝炎和肿瘤, 回复下列问题:
(1)上述材料中包含现代生物技术有。

(2)在利用大肠杆菌生产干扰过程中, 目基因是, 所用载体是。

表示载体结构组成包含、、、。

(3)目基因在大肠杆菌中表示时, 必需经过和过程。