2019_2020高中生物专题1基因工程2第2课时目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定检测含解析人教版选修3
高中生物4章基因工程2节基因工程的操作程序2课时目的基因的导入和检测
第2课时目的基因的导入和检测[目标导读] 1.结合教材P77～81图文，阐明目的基因的导入的四种方法。
2.分析教材P81～83内容，掌握目的基因的检测与表达产物的测定。
[重难点击] 1.目的基因的导入方法。
2.目的基因的检测与表达产物测定的原理方法。
方式一通过前面的学习，我们了解了基因工程中目的基因的获取和基因表达载体的构建。
在目的基因与载体连接成重组DNA分子以后，下面的重要工作主要是将其导入受体细胞进行扩增和筛选，获得大量的重组DNA分子，这就是外源基因的无性繁殖，即克隆(cloning)。
方式二目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
这是基因工程的第四步工作。
以上步骤完成后，在全部的受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。
因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。
检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。
重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
一、目的基因的导入1．花粉管通道法(如图)(1)概念：是指外源基因利用植物受精后花粉萌发形成的花粉管通道进入受体细胞，借助天然的种胚系统形成含有目的基因的种胚。
常用的两种方法有柱头滴加法和花粉粒携带法。
(2)实验：利用花粉管通道法将目的基因导入棉花的实验操作程序①原理：授粉后使外源DNA能沿着花粉管通道渗入，经过珠心通道进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵细胞、合子或早期胚胎细胞。
②操作过程a．提取含有目的基因的总DNA或者质粒DNA，配成质量分数为0.01%的溶液。
b．用棉线捆住将要在第二天开花的花朵，不让花朵自动开放。
c．第二天清晨给花朵进行人工授粉，授粉后套袋，作好标记。
高中生物 1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序课后习题 新人教版选修3
1.2基因工程的基本操作程序1.下列获取目的基因的方法中需要模板的是( )①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA 合成仪利用化学方法直接人工合成DNAA.①②③④B.①②③C.②③④D.②③解析:PCR技术利用的是DNA双链复制原理。
即将DNA双链之间的氢键打开,变成单链DNA,需要以每条单链DNA作为模板。
反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板,在逆转录酶的作用下,先反转录形成互补的单链DNA,再合成双链DNA。
①④则均不需要模板。
答案:D2.下列关于基因文库的说法,错误的是( )A.可分为基因组文库和部分基因文库B.cDNA文库属于部分基因文库C.基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流D.同种生物的cDNA文库基因数量较基因组文库基因数量少解析:基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行交流。
答案:C3.聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。
PCR过程一般经历下述30多次循环:90~95 ℃使模板DNA变性、解链→55~60 ℃复性(引物与DNA模板链结合)→70~75 ℃引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。
下列有关PCR过程的叙述,不正确的是( )A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的C.延伸过程中需要热稳定DNA聚合酶催化不同核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键D.PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高解析:延伸过程需要四种脱氧核苷酸为原料,因此会在脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。
答案:C4.下列有关PCR技术的说法,不正确的是( )A.PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术B.PCR技术的原理与DNA复制的原理不同C.PCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列D.PCR技术除需特定的温度、原料、目的基因、热稳定DNA聚合酶等条件外,还需要根据已知核苷酸序列设计相应的引物解析:PCR体外扩增与细胞内DNA复制过程原理相同,都是DNA双链复制。
新高考高中生物核心专题突破：基因工程和细胞工程
第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.植物的组织培养(Ⅱ)。
6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。
7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
8.实验：DNA的粗提取与鉴定。
11．基因工程(1)基因工程的3种基本工具①限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。
②DNA连接酶：a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。
③载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。
(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。
②动物：受精卵——显微注射技术。
③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。
(5)目的基因的检测与鉴定方法2①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
易混辨析①限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。
②DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
【中小学课件】高中生物总复习 专题一基因工程课件
溶解DNA 丝状物
―→取两支试管，各加入物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液，将丝状物放入其中一支试管中，并用玻 璃棒搅拌。
DNA的鉴定 ―→向两支试管中分别加入二苯胺试剂， 沸水中加热一段时间，待试管冷却后，看溶解有DNA的溶 液是否变蓝。
3．方法突破 (1)做该实验时，不能用猪血代替鸡血，因为哺乳动物成 熟的红细胞中没有细胞核，不能提取DNA。 (2)制备鸡血细胞液时，要注意向鸡血中加柠檬酸钠，防 止血液凝固。
人的胰岛素基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由 于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的 加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活 性；作为标记基因，有利于重组基因在细胞内表达的鉴定筛
选，但对于目的基因的表达没有促进等调控作用。
答案：D
二、基因工程的基本操作程序 1．构建基因表达载体(核心步骤)
DNA连接酶
DNA聚合 酶
解旋酶
作用特 点
将双链DNA片 段“缝合”起 来，恢复被限 制切开了的两 个核苷酸之间 的磷酸 二酯键
只能将单 个脱氧核 苷酸添加 到脱氧核 苷酸链上
将DNA 两条链 之间的 氢键打 开
作用结 果
形成单 形成重组DNA 形成新的 链DNA DNA分子 分子 分子
(2)限制酶与DNA连接酶的关系
(1)主要来源：原核生物。
(2)特点：能够识别DNA特定的 磷酸二酯键 开两个核苷酸之间的 核苷酸序列 。 ， 切
(3)DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种 形式： 黏性末端 和平末端。
2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链 DNA片段 制酶切开的两个核苷酸之间的 (2)种类 ①E·coli DNA连接酶：只能缝合DNA的黏性末端。 “缝合”起来，恢复被限 。 磷酸二酯键
第2课时 基因工程的原理和技术 学案(含答案)
第2课时基因工程的原理和技术学案（含答案）第第2课时课时基因工程的原理和技术基因工程的原理和技术学习目标1.简述基因工程的原理。
2.概述基因工程基本操作的几个步骤。
一.基因工程的原理1.基本原理让人们感兴趣的基因即目的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。
2.变异类型基因工程属于可遗传变异中的基因重组。
归纳总结1在基因工程中，不同DNA链的断裂和连接产生DNA 片段的交换和重新组合，形成了新的DNA分子，在这个操作中交换了DNA片段，故属于基因重组。
2基因工程中的基因重组不同于减数分裂过程中的基因重组。
前者属于无性生殖中的基因重组，并发生在不同种生物间，打破了物种间的界限，可以定向地改造生物的遗传特性，此操作均在细胞外进行。
例1科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。
把它注射入组织中，可以通过细胞的胞吞作用进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体上，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程属于A.基因突变B.基因重组C.基因互换D.染色体畸变答案B解析基因突变是基因内部结构的改变；染色体畸变是以染色体作为研究对象，探讨染色体结构和数目的变化；基因工程是将外源基因导入受体细胞，得到人们所需要的产物，属于基因重组。
例2下列叙述符合基因工程基本原理的是A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后将其DNA整合到细菌DNA上答案B解析基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内，使目的基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物，因此，B项为基因工程。
方法技巧正确理解基因工程的5个方面操作对象人们感兴趣的基因即目的基因需要的基本要素多种工具酶.目的基因.载体.宿主细胞等常见目的基因植物的抗虫基因.抗病基因.抗除草剂基因.人胰岛素基因和人干扰素基因等完成的场所体外构建重组DNA分子，宿主细胞内表达完成的结果目的基因稳定和高效地表达，产生人们所需的功能物质二.基因工程的基本操作步骤1.获得目的基因的方法1已知序列用化学方法合成；用聚合酶链式反应PCR扩增。
高中生物2019人教版基因工程 重点知识无废话
基因工程知识清单基因工程：通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
又叫做DNA重组技术。
操作水平：DNA分子水平原理：基因重组1.1 基本工具“分子手术刀”—限制性内切核酸酶（限制酶）“分子缝合针”—DNA连接酶“分子运输车”—载体1、限制酶：限制酶存在于原核生物中的作用：切割进入细胞的外源DNA，有助于抵抗病毒的侵染。
限制酶不切割原核细胞自身DNA的原因：不存在能被识别的特定序列，或相关序列已被修饰，无法识别。
（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。
（2）功能：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，断开特定部位的磷酸二酯键，具有专一性（特异性）。
（3）结果：产生黏性末端或平末端。
2、DNA连接酶：DNA连接酶与DNA聚合酶的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键，二者均作用于磷酸二酯键。
3、载体（1）载体必备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因。
（2）质粒：最常用的载体，裸露的、结构简单的、独立于细菌染拟核之外或真核细胞细胞核之外，具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒4.DNA 的粗提取与鉴定1. 粗体取原理: ①DNA 不溶于酒精, 某些蛋白质溶于酒精。
（需要使用预冷的酒精溶液）②DNA 能溶于 2mol/L 的 NaCl 溶液。
2.DNA鉴定原理：DNA 遇二苯胺试剂在沸水加热条件下会呈现蓝色。
1.2 基本操作程序操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建（核心步骤）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
第一步：目的基因的筛选与获取1.目的基因的筛选方法：从已知结构功能清晰的基因中进行筛选2.目的基因的获取方法：人工合成、PCR技术、从基因文库中获取PCR技术（聚合酶链式反应）（1）原理：DNA半保留复制（2）过程：①变性——90℃双链DNA断开氢键，解聚为单链；②复性——50℃，引物通过碱基互补配对结合到互补单链；③延伸——72℃，四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
高中生物专题1基因工程单元素养评价(含解析)新人教版选修3
单元素养评价(一)(专题1)(60分钟100分)一、选择题(共8小题,每小题2分,共16分)1.(2019·徐州高二检测)已知限制性内切酶XmaⅠ和SmaⅠ的识别序列分别为C↓CCGGG和CCC ↓GGG。
有关这两种酶及应用的叙述,错误的是 ( )A.这两种酶作用的底物都是双链DNA中出现这两种酶识别序列的几率不同C.XmaⅠ切割DNA形成的黏性末端是—GGCCD.使用这两种酶时需注意控制反应温度、时间等【解析】选B。
限制酶作用的底物是双链DNA分子;这两种限制酶作用的核苷酸序列相同,所以这两种酶识别序列在DNA中出现的几率相同;根据碱基互补配对原则,CCCGGG的互补链是GGGCCC,并根据XmaⅠ的切割位点可知,切割后的黏性末端是—GGCC;温度能影响酶的活性,所以使用酶时需要注意控制反应温度和时间等。
2.(2020·济南高二检测)基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。
已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC —。
根据图示判断下列操作正确的是( )A.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割B.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C.质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割D.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割【解析】选C。
限制酶Ⅱ也能将限制酶Ⅰ识别序列切割,而限制酶Ⅰ不能将限制酶Ⅱ的识别序列切割。
获得目的基因需将目的基因两端切割,所以用限制酶Ⅱ切割;切割质粒只能切出一个切口,所以用限制酶Ⅰ切割。
3.对如图所示黏性末端的说法错误的是( )A.甲、乙、丙黏性末端是由不同的限制性核酸内切酶切割产生的B.甲、乙具有相同的黏性末端,可形成重组DNA分子,但甲、丙之间不能连接酶和DNA聚合酶作用形成的化学键不同D.切割甲的限制性核酸内切酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子【解析】选C。
甲、乙、丙黏性末端不完全相同,说明其是由不同的限制性核酸内切酶切割产生的,选项A正确。
高中生物选择性必修三基因工程《将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定》课间
第
四
目关于的公基司因的检测与鉴定
步
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一、目的 ——检查基因工程是否成功
二、类型
①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因
1、分子检测 ②检测目的基因是否转录出了mRNA
③检测目的基因是否翻译成蛋白质
2、个体生物学水平鉴定： 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
生物种类 受体细胞 导入方法
植物细胞
受精卵 体细胞
花粉管通道法 或
农杆菌转化法
动物细胞 受精卵
显微注射法
微生物细胞 原核细胞 Ca2+处理法
按前面三个步骤进行了操作，是否可以确定目的基因进入 了受体细胞并能维持稳定？是否可以确定目的基因一定能够进 行表达？是否可以确定得到了新的性状？
不一定！
如何判断？
2、检测目的基因是否转录出了mRNA （1）方法: 分子杂交 （2）过程: 用上述探针和转基因生物的mRNA杂交,若出现杂交带，表明
目的基因转录出了mRNA。 3、检测目的基因是否翻译成蛋白质—抗原-抗体杂交
B
蛋白质
出现杂交带
（二）鉴定 ——抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后 不出现中毒症状，说明未摄入目的 基因或摄入目的基因未表达。如虫 吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫 基因并得到表达。
类型 步骤
检测内容
方法
第一步
转 基 因 生 物 染 色 体 的 DNA 上 是 否 插入了目的基因
DNA分子杂交技术 （DNA和DNA之间）
分子 检测
第二步 目的基因是否转录出mRNA
巩固提升
3.下列有关基因工程中目的基因的检测与鉴定的说法错误的是( D )
2023届高三一轮复习生物：基因表达载体的构建、目的基因的导入课件
谢谢聆听
知新： 阅读书本P81资料卡，解决农杆菌转化法的相关问题：
资料1: 农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子 叶植物和裸子植物，而对绝大多数单子叶植物没有侵染能力。
资料2: 农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上 的T—DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其 整合到该细胞的染色体DNA上
图中质粒没有标明的结构是___________，该结构的作用是_____________________T。—DNA
（2）过程②常用农杆菌转化法将重组质粒导入愈染伤色组体织D，NA该方法能够借助Ti质粒上的_______
将BT毒蛋白基因整合到愈伤组织的________________________。
2、如何处理受体细胞？
吸收
Ca2+处理
3、处理后的细胞具备什么样的特点？
细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
Ca2+ 感受态细胞
【典例】下列关于目的基因导入受体细胞的方法中，不正确的是( D )
A.我国利用花粉管通道法培育了转基因抗虫棉 B.用Ca2＋处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞 C.将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是显微注射法 D.利用农杆菌转化法培育大多单子叶转基因植物
【习题检测】下图是基因工程培育抗虫植物的示意图。下列叙述正确的是( D )
A．②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶参与B．③ 侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上C．④的染 色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状D．⑤只要表现 出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
【习题检测】玉米是二倍体植物，某科研人员将BT毒蛋白基因导入玉米细胞，培育转基因抗虫玉
基因工程基本操作四个步骤
PCR技术—聚合酶链式反应
概念：
是一项在生物体外复制特定 DNA片段的核酸合成技术
原理：
DNA双链复制的基本原理
PCR扩增仪
前提：
一段已知目的基因的核苷酸序列
条件： 模板DNA
(含有目的基因)
四种脱氧核苷酸dNTP 热稳定DNA聚合酶(Taq酶） 一对引物 温度控制
指数 方式扩增，即____ ④方式：以_____ 2n （n为扩增循 环的次数）
⑤结果：
使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增
⑥过程： a、DNA变性（90℃-96℃）：双链DNA模板 氢键 断裂，形成___________ 单链DNA 在热作用下，_____ b、退火（复性55℃-60℃）：系统温度降低，引 双链 。 物与DNA模板结合，形成局部________ c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从 引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补 DNA链 。 的________
基因工程基本操作的四个步骤
1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
请阅读P9第一和二两段
编码蛋白质的结构基因 1、目的基因主要是指______________________
2、获取目的基多dna片断导入到受体菌的群体中各个取2基因表达载体的构建3将目的基因导入受体细胞4目的基因的检测与鉴定一目的基因的获取1目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因2获取目的基因的常用方法有哪些
利用PCR技术扩增目的基因
(二)利用PCR技术扩增目的基因 选修1 P60
多聚酶链式反应 ，是一项 ① 概念：PCR全称为_______________ 体外复制特定 DNA片段的核酸合成技术 在生物____ ___________ DNA双链复制 ②原理：__________ 已知基因的核苷酸序列 、 ③条件：_______________________ 四种脱氧核苷酸 、___________ 一对引物 (做启动子)、 _______________ DNA聚合酶 前提条件： ___________. 指数 方式扩增，即____ ④方式：以_____ 2n （n为扩增循 环的次数） ⑤结果： 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增(一)从基因中获取目的基因1.基因
2020-2021学年高中生物 第一章 基因工程 1 基因工程概述习题（含解析）苏教版选修3
第一节基因工程概述一、选择题1.质粒之所以能作为基因工程的载体,其理由是( )A.含蛋白质,从而能完成生命活动B.具有环状结构而保持连续性C.RNA能指导蛋白质的合成D.能够自我复制,能携带目的基因解析:质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并能自我复制的双链环状DNA分子。
其上有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点,供一种或多种外源DNA片段插入。
携带外源DNA片段的质粒在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。
此外,质粒DNA上有特殊的遗传标记基因。
答案:D2.基因工程是DNA分子水平的操作,下列有关基因工程的叙述,错误的是( )A.限制性核酸内切酶只用于切割获取目的基因B.载体与目的基因必须具有相同的黏性末端,才能被DNA连接酶连接C.基因工程所用的工具酶是限制性核酸内切酶,DNA连接酶D.带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测解析:在基因工程中,需要用限制性核酸内切酶切割目的基因和载体,以便产生能相互连接的黏性末端;在将具有互补黏性末端的DNA片段连接时需要DNA连接酶;带有目的基因的载体是否进入受体细胞要用标记基因检测。
答案:A3.下列有关限制性核酸内切酶识别的叙述,不正确的是( )A.从反应类型来看,限制性核酸内切酶催化的是一种水解反应B.限制性核酸内切酶的活性会受温度、pH等外界条件的影响C.一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列D.限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越小解析:限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。
其作用对象是磷酸二酯键,能使其断裂。
酶的活性受温度、pH的影响。
一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列,序列越短,出现该序列的几率就越大。
答案:D4.人们常选用带有一个抗生素抗性基因的细菌质粒作为载体,该抗性基因的主要作用是( )A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测C.加强质粒分子的感染性D.便于与外源基因连接解析:标记基因的作用是利于鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
2020高中生物专题1基因工程1.2第2课时将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定教案新人教版选修3
第2课时 将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定[学习目标] 1.熟悉目的基因导入受体细胞的方法。
2.了解农杆菌转化法。
3.画出DNA 分子杂交示意图。
4.目的基因的检测方法的比较。
知识点一 将目的基因导入受体细胞知识梳理1.转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内□01维持稳定和表达的过程。
2．将目的基因导入植物细胞(1)□01农杆菌转化法：将目的基因导入□02双子叶植物和裸子植物最常用的方法 ①农杆菌特点：当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的□03酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的□04Ti 质料上的T －DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的□05DNA 上。
②受体细胞：植物□06体细胞或受精卵。
③操作过程：将目的基因插入到□07Ti 质粒的TDNA 上―→转入□08农杆菌―→导入□09植物细胞―→目的基因整合到□10受体细胞染色体的DNA 上―→目的基因表达。
(2)基因枪法：适用于□11单子叶植物，成本较高。
是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的□12表达载体DNA 打入受体细胞中，使目的基因与其整合并□13表达的方法。
(3)花粉管通道法：我国科学家独创的方法花粉管通道法，就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去□14柱头；然后，滴加□15DNA(含目的基因)，使目的基因借助□16花粉管通道进入受体细胞。
该方法十分简单经济。
我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的。
3．将目的基因导入动物细胞(1)方法：□01显微注射技术，采用最多、最有效的方法。
(2)受体细胞：动物的□02受精卵。
(3)操作过程：将含有□03目的基因的表达载体提纯―→取卵(□04受精卵)―→□05显微注射―→受精卵经胚胎早期培养后，□06移植到雌性动物的□07输卵管或子宫内―→获得□08新性状的动物。
4．将目的基因导入微生物细胞(1)方法①用□01Ca 2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态(这种细胞称为□02感受态细胞)。
高中生物选修三专题1基因工程(含解析)
5.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗， 是把艾滋病病毒 RNA 的几个重要片段经某种处理后插
入天花病毒 DNA 中，形成重组病毒疫苗。该疫苗在人体内具有复制能力，产生的抗原蛋白
可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。在该疫苗研制过程中
① 使用了逆转录
酶② 运用基因工程手段， 用质粒作载体 ③ 可利用培养的动物细胞培养天花病毒 花病毒的间接使用价值
） ③烟
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ①②③④
3.中国二胎政策的放开，使得当前出现生育小高峰。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上
既有相同又有差异，造成这种现象的主要原因是
A. 基因突变 4.细菌抗药性基因存（
A. 核 DNA
B. 自然选择 ）
B. 质粒
C. 基因重组 C. RNA
D. 染色体变异 D. 小的直线型 DNA
________ 酶处理它的 DNA 分
子，这种酶的作用部位是 ________ ． （ 5）将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤
是________ ， 抗病基因导入受体细胞最常用的方法是 ________ ．
15.如图 1 是三种因相应结构发生替换而产生变异的过程示意图，请据图回 答．
4 / 15
________ 的形成，导致 ________ 成倍的增加． （ 3）某种植物有甲、乙两株突变植株，对它
们同一基因形成的信使 RNA 进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基
C 变为 U，乙
的第二个密码子中第二个碱基前多了一个 U，则与正常植株相比 ________ 的性状变化大．（ 4）
某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用
（1） D 是________． A 在基因工程中称为 ________．获得 B 与 C 需要 ________酶，过程 ④ 需要 ________酶． （2） C 在基因工程中称为 ________． （3）过程 ⑦ 通过细菌的分裂增殖获得大量的工程菌， 产物的表达是通过 ________过程完成．
专题1 基因工程专题试卷及答案解析
专题1 基因工程一、选择题1．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是()A．定向提取生物体的DNA分子B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”C．在生物体外对DNA分子进行改造D．定向地改造生物的遗传性状2．关于基因工程的叙述，正确的是()A．基因工程是指非同源染色体上非等位基因重组B．基因工程是指同源染色体上等位基因重组C．基因工程是指一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上D．基因工程是指同种生物的基因转接到同种生物的其他个体DNA上3．“分子手术刀”在切割DNA时，切开的结构是()A．氢键 B. 共价键C．二硫键D．磷酸二酯键4．下列关于限制性核酸内切酶的说法，正确的是()A．限制性核酸内切酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键B．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列C．不同的限制性核酸内切酶切割DNA后都会形成黏性末端D．限制性核酸内切酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布5．作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是()A．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达B．具有标记基因，以便为检测目的基因的表达提供条件C．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选D．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因6．属于“分子缝合针”的是()①E•coli DNA连接酶②T4 DNA连接酶③DNA聚合酶④解旋酶⑤RNA聚合酶A．①②③B．①②C．①②⑤D．②④7．下列说法正确的是()A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的B．限制酶的切口一定是GAA TTC碱基序列C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的载体D．利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”8．正确表示基因操作“四步曲”的是()A．提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因与载体结合→目的基因的检测和表达B．目的基因的检测和表达→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C．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D．目的基因与载体结合→提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和表达9．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是() A．结构简单、操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少D．性状稳定、变异少10．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于()A．普通棉的突变基因B．棉铃虫变异形成的致死基因C．寄生在棉铃虫体内的线虫基因D．苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因11．右下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是()A．CTTAAG，切点在T和C之间B．GAATTC，切点在G和A之间C．GAATTC，切点在A和G之间D．CTTAAC，切点在T和C之间12．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 碱基序列进行杂交C ．与被检测病毒的DNA 碱基序列进行组合D ．A 、B 、C 三种方法均可13．基因治疗是指( )A ．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的B ．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常C ．把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的D ．对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的14．下列关于基因工程成果的概述，错误的是( )A ．在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病B ．在环境保护方面主要用于环境检测和对污染环境的净化C ．在畜牧业上主要通过克隆培育出体型巨大，品质优良的动物D ．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物15．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，构建表达载体后，用显微注射技术将含有目的基因的表达载体分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是( )A ．基因突变：DNA →RNA →蛋白质B ．基因工程：DNA →RNA →蛋白质C ．细胞工程：DNA →RNA →蛋白质D ．胚胎工程：DNA →RNA →蛋白质二、非选择题16．限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是 —G ↓GATCC —，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是 —↓GATC —。
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第2课时将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定一、选择题题型一目的基因导入受体细胞1．受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不相同，下列受体细胞与导入方法匹配错误的是( )答案 B解析花粉管通道法是一种十分简便、经济的方法，我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的，A正确；将目的基因导入微生物细胞，常采用感受态细胞法(Ca2＋处理法)，这种方法能使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B错误；显微注射技术是将目的基因导入动物细胞(如羊受精卵)的最常用、最有效的方法，C正确；双子叶植物和裸子植物常用农杆菌转化法导入目的基因，单子叶植物(如小麦)可用基因枪法导入目的基因，D 正确。
2．农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞后，目的基因插入的位置是( )A．Ti质粒上B．受体细胞染色体的DNA上C．TDNAD．农杆菌的拟核答案 B解析在农杆菌转化法中利用农杆菌的TDNA将目的基因整合到受体细胞染色体的DNA 上。
3．目前将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是( )A．显微注射法B．农杆菌转化法C．基因枪法D．花粉管通道法答案 A解析显微注射法是迄今为止将目的基因导入动物细胞中采用最多、最有效的一种方法。
4．在基因工程技术中，需要用氯化钙处理的环节是( )A．目的基因的提取和导入B．目的基因与载体结合C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的表达答案 C解析如果载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，使其成为感受态细胞，使含有目的基因的重组DNA分子更容易进入受体细胞，目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的复制而复制。
5．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞的主要原因是( ) A．结构简单，操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少，易操作D．性状稳定，变异少答案 B解析微生物一般具有以下几个特点：①个体微小，结构简单；②繁殖快，在实验室培养条件下细菌几十分钟至几小时可以繁殖一代；③代谢类型多，活性强；④易变异，相对于高等生物而言，较容易发生变异。
在基因工程中，主要是利用它快速繁殖的特点，可以提供更多的基因工程的产物。
6．目的基因整合到某作物DNA片段上后( )A．改变了原DNA的碱基排列顺序B．改变了原DNA上各基因的碱基排列顺序C．改变了原DNA上各基因的复制过程D．改变了原DNA上各基因的转录过程答案 A解析目的基因整合到某作物的DNA片段上后，不能改变其他基因的碱基序列，也不能改变基因的复制和转录过程，B、C、D错误；只能改变原DNA的碱基排列顺序，A正确。
7．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成。
通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( )A．大肠杆菌 B．酵母菌C．T2噬菌体 D．质粒DNA答案 B解析糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成，而大肠杆菌属于原核生物，不含内质网和高尔基体，A错误；酵母菌属于真核生物，含有内质网和高尔基体，可以作为使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞，B正确；T2噬菌体没有细胞结构，不能作为基因工程的受体细胞，C错误；质粒DNA能作为基因工程的载体，但不能作为受体细胞，D错误。
8．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是( )①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，借助花粉管进入棉的子房，并进入受精卵中A．①② B．②③ C．③④ D．④①答案 C解析将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，没有获得目的基因，子代细胞不会有抗虫性状，故①错误；将编码毒素蛋白的DNA序列，直接注射到棉受精卵中而没有将目的基因与载体结合，目的基因将不能稳定存在，很容易被水解，不能遗传给下一代，②错误；当受体细胞是植物细胞时，采用最多的转化方法是农杆菌转化法，该方法可将目的基因导入受体细胞，然后通过植物组织培养技术将植物细胞培养成完整植株，③正确；当受体细胞是植物细胞时，还可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中，然后发育为转基因植株，④正确。
所以选C。
题型二目的基因的检测与鉴定9．要检测受体DNA中是否成功插入了目的基因，需要用基因探针，这里的基因探针是指( )A．用于检测疾病的医疗器械B．带标记的含目的基因的DNA片段C．带标记的蛋白质分子D．人工合成的免疫球蛋白答案 B解析本题中基因探针是指用放射性同位素或荧光分子标记的含目的基因的DNA片段，利用碱基互补配对原则，检测目的基因是否导入受体细胞的DNA中。
10．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
下列属于目的基因检测与鉴定的是( )①检测受体细胞中是否有目的基因②检测受体细胞中是否有致病基因③检测目的基因是否转录出mRNA ④检测目的基因是否翻译成蛋白质A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④答案 C解析目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传性状，只有通过检测与鉴定才能知道，包括检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因，检测目的基因是否转录出mRNA，检测目的基因是否翻译成蛋白质。
基因工程中无需检测受体细胞中是否有致病基因，故②不属于目的基因的检测与鉴定。
11．棉花产业在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位，为了抵抗虫害，我国育成了拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，棉田生态环境得到改善。
在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是( )A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带答案 A解析检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，方法是DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是抗原—抗体杂交技术。
通过观察害虫吃棉叶是否死亡属于个体生物学水平的鉴定，而不是分子检测，A符合题意。
12．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。
下列选项中说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )A．棉花体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素答案 D解析基因表达包括转录和翻译过程。
棉花体细胞中检测到细菌抗虫基因，说明目的基因已经导入受体细胞，但不能说明目的基因完成了表达过程，A错误；大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA，说明目的基因已经成功导入受体细胞并转录，但不能说明目的基因完成了表达过程，B错误；山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列，说明目的基因已经成功导入受体细胞，但不能说明目的基因在受体细胞中已经完成表达，C错误；酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白，说明目的基因已经在受体细胞中完成了表达，D正确。
二、非选择题13．科学家设法将人的生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，从而获取大量的人的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗，如图所示。
请据图回答下列问题：(1)过程①采用的方法是________，过程②之前需用____________处理含目的基因的DNA 片段和质粒。
(2)过程③需事先对大肠杆菌用________处理，使其处于感受态，接着____________________________________________________________，从而完成转化过程。
(3)过程⑤重组载体导入动物细胞一般使用________法。
答案(1)反(逆)转录同种限制酶(2)Ca2＋将重组表达载体溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子(合理即可)(3)显微注射解析(1)过程①是由mRNA到DNA的过程，利用了反转录法，过程②是将质粒和目的基因拼接在一起，在拼接前要用同种限制酶对含目的基因的DNA片段和质粒进行切割，以形成相同的黏性末端。
(2)过程③是将重组质粒导入大肠杆菌细胞，需要事先用Ca2＋处理，使大肠杆菌细胞成为感受态细胞，接着将重组质粒与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
(3)将目的基因导入动物细胞常采用显微注射法。
14．科学家发现胡萝卜中存在冷诱导的抗冻蛋白，克隆其cDNA，通过基因工程可用来改良植物的抗寒性。
下图为利用胡萝卜的AFP基因培育抗寒性强的番茄植株的过程。
请据图回答下列问题。
(1)以幼小胡萝卜植株细胞中的mRNA为材料获得抗冻蛋白cDNA，要依据______________原则。
利用PCR技术扩增AFP基因时，需要加入两种引物，原因是________________酶只能从引物的3′端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增，该酶只能特异地复制处于________之间的DNA序列，一个DNA分子经三轮复制以后，含有两种引物的DNA分子有________个。
(2)将AFP基因导入植物细胞时，目前常用的目的基因载体是Ti质粒，AFP基因必须插入该基因载体的________上。
将重组AFP基因的表达载体导入农杆菌，再感染番茄细胞，可经过________________技术形成转基因植株。
(3)若要在个体水平上检测抗寒性强的番茄植株是否培育成功，请写出检测思路。
______________________________________________________________________________________________________________________________________________ __。
答案(1)碱基互补配对热稳定DNA聚合(Taq) 两个引物 6 (2)TDNA植物组织培养(3)将获得的转基因植株放在低温(寒冷)环境中培养，若该植株能正常生长繁殖，则表明抗寒性强的番茄植株培育成功解析(1)以mRNA为模板获得cDNA的过程为逆转录过程，该过程遵循碱基互补配对原则，需要逆转录酶的催化。
利用PCR技术扩增AFP基因时，需要加入两种引物，原因是热稳定DNA 聚合酶只能从引物的3′端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增，该酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，一个DNA分子经三轮复制以后，含有两种引物的DNA分子有23－2＝6个。
(2)农杆菌Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞染色体DNA上，根据农杆菌的这一特点，利用农杆菌的Ti质粒作为载体时，必须将目的基因插入其TDNA上。